压力容器甲型平焊法兰的选用和计算.pdf

rに的石心正中压力容器甲型平焊法兰的
要生产工具之一。由于工艺要求
和设备内件安装、检修的需要,压
选用和计算
力容器常需要设置容器法兰(如
常见的管壳式热交换器、反应釜
塔器、过滤器等)压力容器法兰林秀
按法兰环的连接情况划分为:整体(福建省石油化学工业设计院福建福州350001)
法兰、活套法兰和任意式法兰。我
国最常用的JB/T4701-4703标准压【摘要】针对压力容器标准甲型平焊法兰选用上存在的局限性与实际应
力容器法兰共有3种类型:甲型平用的偏离情況,采用GB150《钢制压力容器》规定的法兰计算方法,以
焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对PNO.6MPa标准甲型平焊法兰(JB/T4701-2000)为例,对法兰计算厚度
焊法兰,其中甲型、乙型平焊法兰的影响因素、法兰系列直径的计算结果进行分析和比较,探讨了甲型平
都属于任意式法兰。
焊法兰的选用和计算,提出了设计甲型平焊法兰应注意的问题。
法兰及其垫片、紧固件统称【关键词】压力容器甲型平焊法兰选用计算法兰厚度
为法兰接头,法兰接头是工程设
计中使用极为普遍、涉及面非常
广泛的一种零部件,也是工程设
计及使用过程中容易出现问题的剧烈循环工况。但对于低压、温度
03
关键部位。法兰接头设计是压力
不高、非易燃易爆、无毒介质工况
容器设计中的重要内容之一。衾的压力容器法兰,采用甲型平焊
者在长期的设计校审工作中发现、法兰结构的较多,因为该法兰结
在选用标准甲型法兰和计算非奈构具有加工方便、尺寸紧凑、经济
甲型法兰时,设计人员选用材料
实用等特点。
由于标准甲型平焊法兰的适
不合理的现象比较严重,采用乙
型平焊法兰甚至长颈对焊法兰代用范围与实际应用的偏离,使得
替甲型平焊法兰的情况也较多
标准甲型平焊法兰在选用上存在
针对常用甲型平焊法兰(见图1)的令、局限性,主要表现在以下几
造成不必要的浪费。因此,有必要
?1甲型平焊法兰结构槽面积
选用和计算进行探讨。
1.1法兰材料
简单地直接套用标准法兰。
标准甲型平焊法兰材料局限
1标准甲型平焊法兰的适用采用Q235A、Q2359、Q236c,Q245R、12垫片材料
范围与实际应用的偏离
Q345R钢板5个品种(含衬环法
垫片作为法兰连接的主要元
兰)》而实际情况是:全不锈钢材件,对密封起着重要的作用。密封
甲型平焊法兰不宜使用在易质的法兰也广泛应用于化工、轻效果的好坏主要取决于垫片的密封
燃、易爆和高度、极度危害介质等工、食品、医药等行业中。材料不性能。影响选择垫片的因素很多,
要求严格的场合,也不能使用于同,法兰的许用应力就不同,不能主要根据介质特性、温度和压力来
选择垫片的结构形式、材料和尺
作者简介
寸。标准甲型法兰仅仅局限采用耐
林秀(1962-)女,高级工程师,工学学士,长期从事石油化工设油石棉橡胶板和石棉橡胶板两种垫
备的设计工作。
片,这与实际应用相差甚远。因石
16「百油乱他工设120012
学兔ww.XUCLULU.com
论文广场
LUN WEN GUANG CHANG
表1甲型平焊法兰设计参数
设计讨参数
名称
设计珍参数
名称
法兰:34R法兰:Q2358法兰:0Cr18i9
法兰结构型式
甲型平焊法兰「最大究许工作压力(MPa)0.60
0.40
引!用标
JBT4701-2000法兰计算压力(Pa)
法兰公称压力(MPa
0.6
筒体材料
Q235B
Ocr16\9
设计温度(C)
100
离蚀裕度(mn)
0
法兰密封面
切凸面
石棉駮板垫片垫片系数m=2,垫片比压カy-11(APa
垫片尺寸
JBT+04-200填充改性聚四氟乙烯整片垫片系数m=2.。垫片比压力y=20.7Pa)
褊对人体健康有害,近年来耐油石2甲型平焊法兰的设计计算
(1)法兰颈部小端有效厚度
棉橡胶板和石棉橡胶板两种垫片在
≤15mm;
实际应用中已愈来愈少,取而代之
2.1甲型平焊法兰的设计参数
(2)D法兰内径y8。≤300mr
的非石棉纤维橡胶板、填充改性聚
为了说明不同的法兰、垫片
(3)法兰计算压力p.≤2MPa
四氟乙烯板和增强柔性石墨板垫片
已愈来愈广泛应用于甲型平焊法兰柱材料对法兰计算厚度的影响
(4)操作温度t≤370℃
本文以常用的标准甲型平焊法兰
按GB150规定,活套法兰的轴
中。石化行业标准SHT3074-2007
PNO.6MPa系列直径为例,采用标向应力和径向应力均为0,决定
石油化に钢制压力容器》已明文
准以外的法兰、垫片、螺柱材料、法兰厚度的是法兰的环向应力
规定不得采用含石棉的垫片
应用sw6-1998计算软件(全国化经分析、压力等级为PNO6、PN10、
1.3螺柱材料
工设备设计技术中心站开发编制)PN1.6的标准甲型平焊法兰(JB
进行非标法兰厚度计算,并与标T4701-20009符合上述条件,即可
标准甲型平焊法兰采用的螺准甲型平焊法兰进行比较
柱材料局限采用Q235A和35(正火
为方便比较,法兰结构尺寸计算
两种。虽然采用Q235A制螺柱满足
采用与PNO.6MPa标准甲型平焊法
CB50198《钢制压力容器》的规兰-样的尺す、其它设计参数以活套法兰厚度:8,,/YMo
定,但SH/T3074-2007《石油化工钢
实际应用较多的工况设定(本文
制压力容器》标准的附录B有关紧
不考虑法兰承受轴向外载荷和外
固件的规定已经没有Q235A制螺柱
的内容,要求采用至少为35(正火)
力矩的作用),详见表1。
法兰设计力矩:M取M
的螺柱材料;200年7月1日实施2.2非标甲型平焊法兰的计算公式与M之大值
垫片、紧件》标准规定,管法兰
甲型平焊法兰结构特点是法
采用的低强度紧固件一螺栓材料的
兰环与筒体存在一定的刚性连接,
式中Y一系数,Y与K值(K
性能等级至少为5.6级(不锈钢材
但又未能完全融合为一整体,而为法兰外径D与内径D的比值)有
是介于整体和活套之问的约束状关
质除外),也将Q235A制螺柱排除态,属于任意式法兰的一种
在外。这些标准的规定使得Q2358GB150中有关法兰的计算方法是目
Ma一预紧状态的法兰力矩
制螺柱的使用受到很大限制。
mnms
当采用标准以外的法当、热前我国设计行业最常用的方法。
Mp一操作状态的法兰力矩
片、螺柱材料或尺寸时,就不算满
凌GB150-1998规定:任意式法兰的N?m
足标准法兰适用条件,应按非标法
计算可按整体法兰计算,但为了
Gl!一设计温度下法兰材料
兰进行设计计算,不能直接选用
简便,当满足下列条件时也可按的许用应力,MPa;
活套法兰计算:
「ol一常温下法兰材料的许
百油化工设117