【文章內(nèi)容簡介】 蝕。 （二）分級 按螺栓的許用應(yīng)力大小分為高強度、中強度、低強度三級。 （三）選配 和法蘭墊片選配一樣，選螺栓材料強度時，也要考慮兩者的協(xié)同。如公稱壓力高的法蘭，需要密封性能好的墊片，也需要選配強度級別高的螺栓。若螺栓強度級別偏低，沒有足夠的螺栓載荷提供墊片密封所需的壓緊力；而過高，當(dāng)螺栓數(shù)量一定時，使螺栓直徑太小，導(dǎo)致螺栓設(shè)計應(yīng)力過高，一不小心容易造成擰斷。在高溫下，過高的螺栓應(yīng)力，導(dǎo)致過快松弛。為避免螺栓與螺母咬死，螺母的硬度一般比螺栓低 HB30，所以它們也存在一個選配的問題。 螺 栓 （四）數(shù)目與布置 ? ?126 / ( )Bffdt m t??? ???、 一 般 要 求 螺 栓 的 最 大 間 距 不 超 過— 法 蘭 的 厚 度 。 螺栓的數(shù)量至少應(yīng)為 4個，且為 4的整數(shù)倍。 螺栓的許用應(yīng)力取決于材料、螺栓直徑和操作溫度。可以看出，設(shè)計或選用法蘭連接時，應(yīng)將其作為一個整體，法蘭、墊片和螺栓之間需要有一個合適的選配。 螺 栓 （ 一）墊片的密封機理 機理分析： 法蘭通過緊固螺栓壓緊墊片實現(xiàn)密封。泄漏以兩種形式出現(xiàn)：滲透泄漏和界面泄漏。 滲透泄漏： 流體通過墊片材料本體毛細管的泄漏； 界面泄漏： 流體通過墊片與法蘭接觸界面泄漏，這是法蘭的 主要泄漏來源 。 分析：預(yù)緊螺栓時，螺栓力通過法蘭壓緊面作用到墊片上，使墊片發(fā)生彈性或塑性變形，以填滿法蘭壓緊面上的不平間隙，從而阻止流體泄漏。設(shè)備操作時，法蘭壓緊面趨向分開，墊片產(chǎn)生回彈，如果墊片與壓緊面之間沒有殘余足夠的壓緊力，就不能封住流體，即 緊密失效 。 法蘭設(shè)計 （ 一）墊片的密封機理 比壓力和墊片系數(shù) 預(yù)緊比壓 y： 預(yù)緊時，迫使墊片變形與壓緊面密合，以形成初始的密封條件，此時墊片所必需的最小壓緊載荷，因以單位接觸面積上的壓緊載荷計，故也稱為“最小壓緊力”，單位為 MPa。 墊片系數(shù) m： 操作時，達到密封不漏，墊片上所必須維持的比壓與介質(zhì)壓力 p的比值。 y、 m僅與墊片材料、結(jié)構(gòu)與厚度有關(guān)。同時，保證法蘭連接緊密不漏有 兩個條件 ： （ 1）必須在預(yù)緊時，使螺栓力在壓緊面與墊片之間建立起不低于 y值的比壓力； （ 2）當(dāng)設(shè)備工作時，螺栓力應(yīng)能夠抵抗內(nèi)壓作用，并且在墊片上維持 m倍內(nèi)壓的比壓力。 法蘭設(shè)計 法蘭設(shè)計 aaG1W2 109WNDmm b m my MP aaGW bD y?? 、 螺 栓 載 荷 計 算 ： 在 預(yù) 緊 工 況 , 螺 栓 拉 力 應(yīng) 等 于 壓 緊 墊 片 所 需的 最 小 壓 緊 載 荷 ， 即 ： （ ）式 中 ： — 螺 栓 的 最 小 預(yù) 緊 載 荷 ， ； ? 墊 片 平 均 直 徑 ， 取 墊 片 反 力 作 用 位 置處 的 直 徑 ， ；— 墊 片 的 有 效 密 封 寬 度 ， ； ? 墊 片 的 比 壓 力 ， 。（二）密封計算 法蘭設(shè)計 （二）密封計算 000 0 0G0G0Gppb m b=bb m b 6 4b 2 .53 bDb m Db m D 2bWW???????? 當(dāng) 時 ， ； 當(dāng) 時 ， =. 。因 而 用 以 計 算 的 墊 片 平 均 直 徑 相 應(yīng) 確 定 如 下 ： 當(dāng) 時 ， 墊 片 接 觸 面 的 平 均 直 徑 ； 當(dāng) 時 ， 墊 片 接 觸 面 外 徑 。 在 操 作 工 況 下 ， 螺 栓 載 荷 應(yīng) 等 于 抵 抗 內(nèi) 壓 產(chǎn)生 的 軸 向 使 法 蘭 連 接 分 開 的 載 荷 和 維 持 密 封 墊 片 表面 必 需 的 壓 緊 載 荷 之 和 ， 即 ： 2GGD 2 D 2 1104ccp b m p??? （ ） 法蘭設(shè)計 （二）密封計算 ? ?? ?paWNMP a2A 2 111MP aabbW???ｃ2式 中 ： — 操 作 工 況 下 的 螺 栓 載 荷 ， ； 　 　 　 ｍ — 墊 片 系 數(shù) ， 五 因 次 。　 　 　 ｐ — 計 算 壓 力 ， 。 等 式 右 邊 一 項 中 ， 由 于 原 始 定 義 ｍ 時 是 取 ２ 倍 墊片 有 效 接 觸 面 積 上 的 壓 緊 載 荷 等 于 計 算 壓 力 ｍ 倍 ， 故計 算 時 乘 以 ２ 。、 螺 栓 的 尺 寸 和 數(shù) 目 在 預(yù) 緊 工 況 時 ： mm （ ）式 中 — 常 溫 下 螺 栓 材 料 的 許 用 應(yīng) 力 ， 。 法蘭設(shè)計 （二）密封計算 ? ?? ?mA 2 112MP aAn2 1130 .785pp tbtbmWAn????2BBB 在 操 作 工 況 時 ： mm （ ）式 中 — 設(shè) 計 溫 度 下 螺 栓 材 料 的 許 用 應(yīng) 力 ， 。 螺 栓 所 需 的 總 截 面 積 取 上 述 兩 種 工 況 下 較 大 值 。 在 選 定 螺 栓 數(shù) 目 后 ， 即 可 按 下 式 得 到 螺 栓 直 徑 d ： d mm （ ）式 中 ， d 應(yīng) 圓 整 到 標(biāo) 準 螺 紋 的 根 徑 ， 并 據(jù) 此 確 定 螺 栓 的公 稱 直 徑 。 法蘭設(shè)計 （二）密封計算 ? ?p3W = 2 11422 110W =WmbbAA??、 螺 栓 設(shè) 計 載 荷 ： 預(yù) 緊 工 況 時 ： N （ ） 而 操 作 工 況 螺 栓 設(shè) 計 載 荷 仍 按 式 （ ） 計 算 ，即 。 法蘭設(shè)計 （三）法蘭的強度計算 力 學(xué) 計 算 模 型 法蘭設(shè)計 （三）法蘭的 強度計算 Waters法包含了一下的假設(shè)和簡化： （ 1）所有組成法蘭接頭的部件的材料假定是均勻的，并在設(shè)計載荷條件下保持完全彈性； （ 2）所有施加于法蘭上的載荷，歸結(jié)為一對作用在法蘭環(huán)內(nèi)外周上的均布力 W1所組成的力偶； （ 3）忽略螺栓的影響，假設(shè)問題是周對稱； （ 4）不計螺栓孔德影響； （ 5）假設(shè)殼體和椎頸為薄殼結(jié)構(gòu)； （ 6）殼體理論分析中，以法蘭和椎頸的內(nèi)孔表面為中性面； （ 7）當(dāng)法蘭環(huán)繞曲時，橋體與椎頸大端的徑向位移為零； （ 8）法蘭中面因所施加的力偶而引起的伸長可忽略； （ 9）內(nèi)壓以及由內(nèi)壓引起的各部分相鄰邊緣處產(chǎn)生的盈利與法蘭環(huán)力