【正文】 蓋（ BL）、襯里法蘭蓋［ BL(S)］。 (72)、法蘭、螺柱、墊片、螺母材料匹配表。 （ c）根據(jù)以上，確定結(jié)構(gòu)尺寸。 (5)、法蘭查取、示例及標(biāo)記 （ 51）按表 10－ 1初定法蘭結(jié)構(gòu)類型（甲、乙或長頸）（ DN，P）； （ 52）根據(jù) P , t及材料來確定表 10－ 10或表 10－ 11中 PN； （ 53） PN， DN返回表 10－ 1，看法蘭類型是否包含確定的 PN，DN； （ 54）由 PN， DN從表 102～ 108選取尺寸。 如果選用法蘭材料 16MnR，法蘭工作溫度 200℃ ，那么法蘭的 設(shè)計壓力就是法蘭的最大允許工作壓力。 (4)、容器法蘭的最大允許工作壓力 法蘭尺寸實際上是由一系列特定的設(shè)計條件確定的，其尺寸按照 PN和 DN唯一確定。 PN（ MPa） ， ， ， ， ， ， 見表 10－ 1 (2)、容器法蘭尺寸系列 表 10－ 2～表 10－ 8給出了全部七個壓力級別的法蘭尺寸及質(zhì)量。 鋼板卷制的圓筒， DN＝圓筒內(nèi)直徑 Di。開十子通孔以便通入壓縮空氣進(jìn)行檢查。 對于不銹鋼法蘭可以采用帶襯環(huán)結(jié)構(gòu)法蘭，襯環(huán)法蘭也可做成平面、凹凸面、榫槽面法蘭三種。乙型與長頸法蘭，三種密封面形式均有。（使用過程中注意保護(hù)密封面） ? 上述三種結(jié)構(gòu)見書上圖（ P250圖 105）。 ) (3)榫槽面 由 1個槽面和 1個榫面組成，配對使用，密封壓力高，加工困難。設(shè)備上一般使用凹面。 (2)凹凸密封面 由 1個凹面與 1個凸面組成。在上述分析的基礎(chǔ)上，目的在于合理 的選用標(biāo)準(zhǔn)法蘭。計算時，根據(jù)具體情 況，可用整體法蘭計算，也可用松式法蘭方法計算。例：長頸對焊法蘭。典型的松式法蘭 ——活套法蘭。（ P249（ 3）） ( )cr ePEDo??DoLDoeEPcr)(?? ( )cr ePEDo??三、法蘭分類 按墊片位置分： 窄面法蘭：墊片位于螺栓中心圓內(nèi)側(cè)（下圖 a） 寬面法蘭：墊片位于螺栓中心圓二側(cè)（下圖 b） (a) (b) 按用途分類： 壓力容器法蘭 JB/T4700～ 4707－ 2022 管法蘭 HGJ44～ 76－ 91 (老標(biāo)準(zhǔn) ) HG20592～ 20635－ 97(新標(biāo)準(zhǔn) ) 其中 HG20592～ 20614－ 97是對 HGJ44～ 76－ 91修訂、合并而成 ,歐洲體系； HG20615～ 20635－ 97美洲體系是以 ANSI 、。 法蘭的三個應(yīng)力 對法蘭強度起主要作用的三個應(yīng)力都是彎曲應(yīng)力，而彎曲應(yīng)力的大小又與受彎構(gòu)件厚度的平方成反比，所以決定法蘭強度大小的關(guān)鍵尺寸是法蘭盤的厚度。法蘭設(shè)計時，彎曲應(yīng)力是主要的。 M的作用下的法蘭截 面發(fā)生轉(zhuǎn)動。 二、法蘭受力分析 法蘭所受外力 （ 1）預(yù)緊時 (如右圖 a) T1：螺栓預(yù)緊力（沿螺栓圓周中心線等距 離分布） N1 ：墊片作用力，沿墊圈圓周均布 顯然， T1=N1，所以內(nèi)圈的 N1和外圈的 T1構(gòu)成了力偶作用在法蘭上。增大厚度，減小螺栓中心圓，增大法蘭外徑都可 提高法蘭剛度，對密封有利。密封面不允許有徑向刀痕， 密封面光潔度要求（粗糙度）。 （ 2）墊圈性能 墊圈變形能力好，有利于密封（與材料有關(guān)）； 墊圈的回彈能力好，有利于密封。 根據(jù) m、 y及墊圈尺寸，我們可以計算螺栓力，設(shè)計螺栓尺寸及法蘭。 墊圈系數(shù) m表示墊片在工作狀態(tài)下實現(xiàn)密封的難易程度。通常，實際工作壓力要小于工作密封比壓，這樣更安全。若墊圈具有足夠的回彈能力，能補償螺栓和壓緊面的變形，則預(yù)緊密封比壓就會下降到某一值 ——工作密封比壓，密封可靠。達(dá)到預(yù)緊密封條件時，墊圈單位面積上的壓緊力稱為墊圈的預(yù)緊密封比壓 y。否則，介質(zhì)可能通過密封口向外界泄漏，即密封失敗。 法蘭：簡單說是一個圓環(huán)，上開螺栓孔，與筒體或管子焊在一起。 成本低。 2足夠的強度：聯(lián)接可靠、結(jié)構(gòu)合理。缺點是裝拆不方便，成本較高。 壓力容器法蘭連接 常用的可拆結(jié)構(gòu)有：法蘭連接、螺紋連接、插套聯(lián)接。因此，本章要 求： 1學(xué)習(xí)法蘭、支座、人孔或手孔、安全附件標(biāo)準(zhǔn)的制定依 據(jù)。因為這 些零部件應(yīng)用很普遍。 CHAP. 10 壓力容器零部件與標(biāo)準(zhǔn) 壓力容器法蘭連接 法蘭連接的密封原理 法蘭受力分析 法蘭分類 壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn) (JB/T4700~47072022) 管法蘭連接 管法蘭 密封墊片 緊固件 開孔補強與設(shè)備凸緣 容器接管附近的應(yīng)力集中 補強結(jié)構(gòu)與計算 容器上開孔及補強的有關(guān)規(guī)定 設(shè)備凸緣 容器支座 臥式容器支座 立式容器支座 人孔、手孔、視鏡和液面計 人孔和手孔 視鏡和液面計 前面幾章 ,我們主要討論了內(nèi)壓容器筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè) 計和強度計算中的一些共性問題。本章將討論壓力容器其他零 部件 ——法蘭、支座、人孔、安全附件等的強度問題。為了方便設(shè)計，減少計算工作的繁復(fù)， 對于一定壓力和尺寸范圍內(nèi)使用的零部件，國內(nèi)外制定了零部 件標(biāo)準(zhǔn)，只有少數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍的才需要計算。 2具體選用標(biāo)準(zhǔn)，逐步熟悉標(biāo)準(zhǔn)、手冊。 其中法蘭聯(lián)接有較好的強度和緊密型，且適用范圍廣，所以法蘭聯(lián)接用之最普遍。 化工設(shè)備可拆結(jié)構(gòu)要求： 1保證緊密性：在工作壓力、溫度下不產(chǎn)生泄漏，密封可靠。 3便于拆裝。 P0 一、法蘭連接的密封原理 組成 一對法蘭，數(shù)個螺栓和一個墊片（圈）組成。 密封原理 我們知道，阻止壓力介質(zhì)泄漏的基本要求是：壓力介質(zhì)通過密封口處的阻力降大于密封口兩側(cè)的介質(zhì)壓力差。 密封原理分為兩個階段： （ 1）預(yù)緊階段 建立預(yù)緊密封條件 螺栓力通過法蘭壓緊力達(dá)到某一值時，借助于墊圈的變形，把法蘭密封面上的凹凸不平處填滿，這樣就建立了初始密封條件。 圖 (b) 預(yù)緊時 圖 (c) 工作狀態(tài) （ 2）工作階段 建立工作密封條件 工作時，在介質(zhì)壓力作用下，螺栓受到進(jìn)一步拉伸，法蘭壓緊面沿著彼此分離的方向移動，密封面與墊圈的壓緊力下降。若墊圈的回彈能力不足，則預(yù)緊密封比壓下降到工作密封比壓之下，密封失效 ——泄漏。為此，我們定義墊圈系數(shù)： ? （ 1～ 6） ( ) = 1m 工 作 密 封 比 壓墊 圈 系 數(shù) 實 際 工 作 壓 力 預(yù)緊密封比壓 y表示墊片在預(yù)緊狀態(tài)下實現(xiàn)密封的難易程度。 m、 y與墊圈的材料、型式、厚度有關(guān)；一般由實驗測知，不同墊圈的 m、 y可查有關(guān)表格。 影響密封的因素 （ 1）螺栓預(yù)緊力 提高螺栓預(yù)緊力，可以增加墊片的密封能力； 減小螺栓直徑，增加螺栓個數(shù)，使得螺栓力均勻地作用在墊圈上，有利于密封； 螺栓太大，將墊圈壓壞擠出，密封失效。 （ 3）壓緊面型式（密封面型式） 壓緊面又稱密封面，密封面越窄，密封性能越好，線密 封更好，但更換墊片困難。 （ 4）法蘭剛度 與法蘭厚度、螺栓中心圓、法蘭外徑都 有關(guān)。 （ 5）操作條件（溫度、壓力、介質(zhì)） 高溫介質(zhì)粘度小，易滲漏；高壓下，易滲漏。 （ 2）、工作時 (如右圖 b) T2 ：螺栓力 T2T1 N2 ：墊片反力 N2N1 Q ： 介質(zhì)壓力在筒壁上產(chǎn)生的軸向力 Q＋ N2＝ T2 T2與（ Q＋ N2）構(gòu)成力偶 M 法蘭力偶矩 法蘭在外力作用下，將產(chǎn)生力偶矩 M。由于殼體（接管）與法蘭的剛度不同，在聯(lián)接 邊緣將產(chǎn)生邊緣力及力矩 Q0、 M0，將產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力 和較小的剪力。如下圖所 示： 所以，法蘭設(shè)計應(yīng)盡量減小彎曲應(yīng)力： (1)減小外力矩的力臂，以縮小螺栓圓直徑； (2)增大法蘭厚度； (3)采用帶頸法蘭（如右圖）。 對于帶頸法蘭，增加頸的厚度對提高法蘭強度會有比增加法蘭盤厚度更好的效果。 按其整體性分類 （ 1）松式法蘭 法蘭未能有效地與容器或管子連接成一整體，計算中認(rèn)為容器接管不與法蘭共同承受法蘭力矩。 （ 2）整體法蘭 法蘭盤、法蘭頸部及容器或管道三者能有效地連接成一個整體結(jié)構(gòu)，共同承受法蘭力矩。 （ 3）任意式法蘭 介于上述二者之間，法蘭盤與筒體焊接。例：平焊法 蘭（甲、乙型平焊法蘭）。 按密封面分類 （ 1）平面 （ 2）凹凸面 （ 3）榫槽面 2. 50()2. 2 ( ) 2. 6eeDoEE LDDo?? ? cr eDLD??eDLD??四、壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)（ JB／ T4700～ 4707－ 2022） 1壓力容器法蘭類型 NN JB /T