【正文】 定計(jì)算，這樣一來內(nèi)筒的計(jì)算壓力就不同于其設(shè)計(jì)壓力了。此外壓力容器中還有一些受壓元件如法蘭等，這些零件的尺寸大都不需要設(shè)計(jì)人員用公式計(jì)算，它們基本都是通過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查取的，但是在使用這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)卻必須知道容器的設(shè)計(jì)壓力，不同的設(shè)計(jì)壓力會(huì)查得不同的零件尺寸，所以在這些場(chǎng)合下，決定受壓元件尺寸的，說是設(shè)計(jì)壓力更妥當(dāng)。譬如夾套容器內(nèi)筒的水壓試驗(yàn)壓力完全按其設(shè)計(jì)壓力確定與其計(jì)算壓力無關(guān)。 從以上討論可以看到：設(shè)計(jì)壓力一計(jì)算壓力的應(yīng)用要廣泛的多。因此焊接接頭處的強(qiáng)度是高于，等于還是小于鋼板自身的強(qiáng)度同樣是影響整個(gè)容器強(qiáng)度高低的重要因素之一。為此通常在鋼板許用應(yīng)力基礎(chǔ)上乘以一個(gè)等于或小于 1 的焊接接頭系數(shù)作為焊接接頭處金屬的許用應(yīng)力，所以焊接接頭系數(shù)就成為了影響容器筒體強(qiáng)度的又一個(gè)參數(shù)了。從宏觀受力分析，縱向的 焊接接頭承受的環(huán)向應(yīng)力要比環(huán)向的焊接接頭承受的頸向應(yīng)力大一倍，所以焊接接頭系數(shù)應(yīng)該是針對(duì)承受應(yīng)力大的縱向焊接接頭而 不是環(huán)向焊接接頭。 14 容器的焊接接頭系數(shù)的大小取決于接頭的結(jié)構(gòu)和對(duì)全部焊接接頭處的金屬進(jìn)行無損探傷的比例。選其材料為 Q235B。所以取設(shè)計(jì)壓力 P=*=。由GB1501998 可查得 ??t? =113Mpa。腐蝕余量取鋼板厚度負(fù)偏差 .則， 計(jì)算厚度： ? ? ???? ???? PPDt i???mm 設(shè)計(jì)厚度 : ????? Cd ?? 。因此應(yīng)適當(dāng)增加壁厚。 水壓試驗(yàn) 采用水壓試驗(yàn)的環(huán)境條件比氣壓試驗(yàn)的條件低。 由 GB15098，考慮筒體，封頭，接管，法蘭，緊固件材料，取 ? ?? ? 1t?? ? ， ??t? —— 容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， [δ ]—— 容器 元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， Pi —— 試驗(yàn)壓力， 液壓試驗(yàn)時(shí)，由 ? ?? ? M P aPPMPPPTtT ????? 和??中取一大值。 檢驗(yàn)液壓試驗(yàn)時(shí)圓筒的薄膜應(yīng)力 T? ， ? ?? ?? ?? ?? ?M P aCCDPnniTT3142)314(1 0 0 2?????????????? 由 GB15098 查得 ,所用 Q235B 板材在常溫時(shí) MPas 235?? 。 可見水壓試驗(yàn)時(shí)筒體壁內(nèi)應(yīng)力都小于 ，故水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)合適。 選取材料 Q235B， 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭， 由 JB/T47462020 知，橢圓封頭是由半個(gè)橢球 16 面很短圓筒組成。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力比較均勻，而且橢圓形封頭較半球形封頭小的多，易沖壓成型，是目前中、低壓力容器中應(yīng)用較多的封頭之一。 厚度計(jì)算 ? ??????????cticPDP??? 由 JB/T47462020，取 121, 2C C mm??， mm11314(mm1421n2d????????????CCCne ?????有效厚度：圓整）名義厚度：設(shè)計(jì)厚度： 應(yīng)力校核 ? ?? ?MPaMPaDPseeiT 0 0 2????????????????? 故封頭校核滿足要求。 （ 1）甲型平焊 法蘭 甲型平焊法蘭就是一個(gè)截面基本為矩形的圓環(huán)，這個(gè)圓環(huán)通常稱為法蘭盤，它直接與容器的筒體或封頭焊接。法蘭盤自身的剛度也比較小，所以適用于壓力等級(jí)較低和筒體直徑較小的范圍內(nèi)。有了這個(gè)短節(jié)，既可以增加整個(gè)法蘭的剛度，又可使容器器壁避免承受附加彎距。乙型法蘭平焊法蘭所覆蓋的公稱 直徑與公稱壓力的范圍正好與甲型平焊法蘭相銜接。而且這種法蘭可以軋制成專門供彎制法蘭用的型鋼，在大批量使用時(shí)，比單件鍛制成本要低。 （ 1） 平面型密封面 密封表面是一個(gè)突出的光滑平面，這種密封面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，便于進(jìn)行防腐 襯里。 18 （ 2） 凹凸型密封面 它是由一個(gè)凸面和一個(gè)凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時(shí)，由于凹面的外側(cè)有擋臺(tái)，墊圈不會(huì)擠出來。這種密封面規(guī)定不用非金屬軟墊圈，可采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度 16~25mm，容易獲得良好的密封效果。密封面的凸型部分容易碰壞，運(yùn)輸與裝拆時(shí)都應(yīng)注意。 制造法蘭用的材 料是碳鋼或低合金鋼，如果遇到的是不銹鋼容器需要選配容器法蘭，從經(jīng)濟(jì)考慮，當(dāng)然不宜將整個(gè)法蘭都改用不銹鋼制造，所以在我們上面介紹的 8 種法蘭結(jié)構(gòu)之外，還有 8 種襯環(huán)的容器法蘭。 2 壓力容器法蘭的尺寸系列 一．法蘭尺寸系列表中的兩個(gè)基本參數(shù) 法蘭的尺寸是由法蘭的公稱直徑 DN，公稱壓力 PN 確定的。 （ 2） 法蘭的公稱壓力 法蘭的公稱壓力指的是在規(guī)定的設(shè)計(jì)條件下，在確定法蘭結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)所采用 設(shè)計(jì)壓力。 查表可得到 3 種不同類型法蘭所適用的 DN 與 PN 范圍，也就是制定有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的法蘭范圍。但是由于軋制的長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭坯料不能保證供應(yīng)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，在可以選用甲型平焊法蘭或乙型平焊法蘭時(shí)，大多數(shù)情況下并不去選用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，因此在長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)中，查用最多的主要是 DN， PN 與乙型法蘭銜接的那部分。譬如 DN=1000mm,PN=,的甲型平焊法蘭，它的尺寸是根據(jù)以下條件：墊片材料為石棉橡膠板，厚度為 3mm，墊片寬度為 20mm；螺住材料是 Q235A；法蘭材料為 16MnR，許用壓力按 200 取，法蘭的內(nèi)徑為 1000mm，設(shè)計(jì)壓力是 ，公稱直徑是 DN=1000mm 的甲型平焊法蘭。在該表中反映不出在確定這些尺寸時(shí)，墊片，螺柱，法蘭材料以及溫度的影響。 3 壓力容器法蘭的最大允許工作壓力 利用法蘭尺寸表確定法蘭尺寸時(shí)，必須首 先確定所要選用法蘭的公稱壓力，即需將容器設(shè)計(jì)條件中所給的設(shè)計(jì)壓力轉(zhuǎn)換成所選法蘭的公稱壓力，而要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，則必須知道法蘭的公稱壓力與法蘭的最大允許工作壓力之間的關(guān)系，以下將介紹這一關(guān)系。如果實(shí)際生產(chǎn)中使用的法蘭都是 16MnR 制造的，操作溫度也都是 200，那么在法蘭尺寸表中按某一公稱壓力查得的法蘭，它的允許最大工作壓力將等于該法蘭的設(shè)計(jì)壓力。反之，如果采用的法蘭材料的強(qiáng)度高于 16MnR，或者法蘭的使用溫度低于 200，那么該法蘭的允許最大工作壓力就應(yīng)該高于它的設(shè)計(jì)壓力。 4 法蘭的技術(shù)要求與標(biāo)記 一 . 材料 （ 1）使用板材制造法蘭時(shí)應(yīng)符合以下條件： GB3274《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》及GB6654〈〈壓力容器用鋼板〉〉。 ，但要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。鍛件級(jí)別按 2 級(jí)驗(yàn)收。 （ 4）法蘭襯環(huán)材料由設(shè)計(jì)者決定。 （ 5）乙型法蘭的短節(jié)材料應(yīng)與法蘭材料相同，如不相同，其強(qiáng)度級(jí)別不得低于法蘭材料，且要求它與法蘭材料之間有良好的焊接性，并在圖紙明細(xì)欄中注明，短節(jié)長(zhǎng)度允許增加?？诪?H12，軸為 h12。 表 公稱直徑 〈 600 600~1200 〉 1200 允差 （ 3） 上述規(guī)定外的加工面未注公差尺寸的公差可按表 選用。全部焊接都必須依據(jù)可靠的焊接工藝評(píng)定，采用確保焊接質(zhì)量的焊接方法和焊接工藝。 由 NP =， mmDN 1000? ，可選取的法蘭標(biāo)準(zhǔn)如表 ： 表 法蘭標(biāo)準(zhǔn)表 DN D 1D 2D 3D 4D ? 1000 1195 1140 1098 1088 1085 68 H h a d R 1? 2? 155 42 21 30 15 20 32 法蘭設(shè)計(jì)的應(yīng)力校核 法蘭的材料選擇由 JB4726 知，選鍛件 20 0MnM ，其中， [ ] 177[ ] 177ftfMPaMPa???? ? ? M P aDD M P abb 11 4 01181 ???? ① 法蘭力矩。1232mm???? ） 3254DALL ???? ? ?? ? ?? ?mmDDLG21 21?????? ? ?? ?mmLLL GAT 1???????? ? 而 DF 作 用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力： NPDF ciD6223 6 0 0 07 8 7 8 ?????? ? ? NAAFbBmG ???? ? TF 流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭截面上的流體壓力引起的軸向力之差， NFPDFFFDGDT5622??????????? 故： N m mM P 8656 ?? ????????? ② 法蘭設(shè)計(jì)力矩 24 76?????? GGa LFM N m mM P ?? ? ?? ?N mmMMMMpftfapo,m a x?????????????? ③ 法蘭應(yīng)力（整體法蘭） a．軸向應(yīng)力 021H ifMD? ??? 0120mm???? 形狀參數(shù)： 001000 20ihDmm????? 042hh ?? 法蘭內(nèi)外徑比值 K： 011951000iDKD??? 103220?? ?? 由 GB15098 圖 93 得， 1 ? 由 GB15098 圖 94 得， 25 1 ? ? 由 GB15098 圖 97 得， ? 由 K=，在 GB15098 查表 95，得： T Z Y U 101 62( )Fehmm ???? 168 0. 00 62 11. 42 16fe????? ? ?? 68f mm???? 4 134 6 8 0 . 0 0 6 2 131 . 5 6 2fe????? ? ? ?? 21 0 01261 4 .4 5 1 4 1 .4 2 2 00 .3 82 .1 5 1 0dhmm? ???? ? ??? 313668 10fd?????? 26 r T???? 311 ffeTd? ? ??????????? 綜上所得： ? ?021821 .1 0 1 .6 6 1 00 .9 2 0 3 2 1 0 0 01 9 3 .8 1 .5HitffMDM Pa???????????? 滿足要求。 c．切向應(yīng)力 02821 1 .0 0 1 .6 6 1 0 5 .6 7 6 0 .96 8 1 0 0 04 9 .4 9 7TRfiMY ZDMPa???????? ? ??? 27 ??tf? 滿足要求。 墊片 由 JB/T47042020，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，墊片按 GB/T5391995 選取耐石棉橡膠板。 其墊片接觸寬度為： mmdDN 252 ??? 由 GB15098 取 m=， y=11MPa。顯然，拆卸這種連接時(shí)，不用拆下螺柱。 A 型與 B 型的兩種螺柱選用原則如下。 A 型雙頭螺柱，只在兩端車有螺紋 2，中間螺桿部分的直徑等于螺紋外徑。所以當(dāng)法蘭與螺柱間在工作狀態(tài)下溫 差較大時(shí)，應(yīng)選用 B 型螺柱。在 JB/T47002020〈〈壓力容器法蘭分類與技術(shù)條件〉〉中規(guī)定了法蘭，墊片，螺柱材料匹配表及其三個(gè)附表。且由JB/T47032020 取螺栓規(guī)格 27M ，伸出長(zhǎng)度為 3mm，數(shù)量 為 36，其具體尺寸按零件圖中規(guī)定