法蘭類型大全
-
法蘭是壓力容器中的一個重要部件。它將不 同部分連接起來，可以隨時拆卸，對需要經常打開 的設備幾乎是必不可少的部分。設備法蘭的設計 在GB 150．1～150．4—201 1中有詳細介紹_j。 NB／T 47020～47027—2012中對常見的甲型、乙型 和長頸法蘭進行了標準化，以便設計時選用。…。 但實際工作中遇到的法蘭遠遠超出了這個范圍， 經常需要設i-_卜非標法蘭、無墊片焊接密封法蘭，甚 至是無墊片焊接密封反向法蘭。
法蘭、墊片和緊固件是一個系統(tǒng)， 意配套一1。單純的提高某一性能并不能解決問 題，需要綜合考慮強度、密封性能及剛度等的改 變。還應注意螺母與螺柱(或螺栓)硬度的匹配， 螺母硬度要低于螺栓硬度大約20～40HBW，以減 少對螺柱的磨損，同時避免卡死。當溫度較高時， 應注意螺柱膨脹量與法蘭膨脹量的協(xié)調。必要時 加蝶簧以補償膨脹差，保證密封性能。
1．2最大允許工作壓力 最大允許工作壓力與材料和工作溫度有關，具 體見NB／T 47020．2012中的表6、7。法蘭標準是基于 16Mn鍛件在常溫下的許用應力編制的。溫度不同、 材料不同時最大允許工作壓力相差很大。當溫度高 時，最大允許工作壓力下降很快；當殼體選用強度較 高的材料時，最大允許工作壓力明顯提高。
1．3 法蘭剛度 GB 150．3—2011第197頁對法蘭剛度提出要 求，一般小直徑高壓法蘭，很少有剛度問題。大直 徑、低壓法蘭容易有剛度問題。當選用標準以外 的材料(如用奧氏體不銹鋼)時，應重新評估剛度 的問題。 2非標法蘭的設計 非標法蘭的設計應盡量參考標準法蘭的相關 尺寸和材料要求。
2．1 結構設計 非標法蘭的結構設計參考標準法蘭，同時應 滿足GB 150．3—2011的要求。重點是墊片尺寸和螺栓中心圓直徑的確定，考慮螺母是否有上緊空 間。如果用大直徑(M48以上)螺柱，要考慮螺柱 的伸出長度是否滿足液壓上緊裝置的安裝要求。
2．2系數(shù)的計算 法蘭計算中系數(shù)眾多且錯綜復雜。但仔細研 究GB 150．3-201 1發(fā)現(xiàn)幾乎所有的系數(shù)都由 6．／3。h／h。這兩個比值決定：因此編程就可計算 出所有系數(shù)，無需查表。經查SW6源程序知， SW6也是編程計算得到。
2．3強度計算與剛度校核 強度方面主要考慮：墊片的軟硬與尺寸；螺柱 材料、數(shù)量及所在中心圓直徑；法蘭厚度，大端、小 端尺寸，錐頸長度。 選用墊片軟硬要合適，高壓用硬墊片，低壓用 軟墊片。過硬的墊片會要求法蘭和螺栓的尺寸加 大，造成整個法蘭系統(tǒng)設計龐大；過軟的墊片則容 易被壓碎。多管程換熱器的管箱墊片，在計算密 封面積時，SW6并未計人中間分程隔板處的墊片 面積，但ASME標準中已計入。SW6計算輸入時 可通過改變墊片直徑的方法計人。注意螺柱直徑 是受力部分的最小根徑。選用標準以外的螺柱， 應自行將最小根徑輸入到程序中。如果強度不 夠，留意計算書上．廠值(法蘭小端應力與大端應力 的比值)的情況。／值過大(如3以上)說明法蘭 應力在小端過于集中，此時應增大小端厚度，加長 錐頸長度；如果，值并不大則增大法蘭厚度效果 更明顯。如果剛度不夠則增大法蘭小端厚度或增 大法蘭厚度，此時增大錐頸長度基本不起作用。
無墊片焊接密封法蘭典型結構如圖2所示， 相關符號的意義參見GB 150．1～150．4—2011。
3．1 與常規(guī)墊片的本質區(qū)別 常規(guī)墊片靠墊片的反彈形成密封，墊片系數(shù) 不等于0。焊接墊片靠密封焊密封，墊片系數(shù)等 于0。墊片系數(shù)的不同引起墊片有效密封寬度的 不同、法蘭軸向力的不同，進而引起整個法蘭的受 力不同。
3．2墊片材料的選擇 墊片采用焊接密封，耐腐蝕和防泄漏性能好。 用于氣化爐、高溫高壓飛灰過濾器、洗滌塔、氨合 成塔下端及高壓換熱器管箱等大直徑、高溫、高壓 難密封的工況。設計者應根據(jù)工藝介質實際需要 選用$30403、s31603、Inconel600等材料做墊片。
3．3結構特點與注意事項 無墊片焊接密封法蘭結構如圖2所示，計算 時注意6，是指螺柱中心圓處法蘭的厚度。該結 構是將法蘭切去一部分，以便留出焊接空間。上 緊部分螺柱后，壓緊墊片，再進行密封焊。目的是 保證該焊縫不受力，只起密封作用。以免把緊螺 柱時將此密封焊縫壓裂，造成泄漏。
3．4強度計算與剛度校核 強度計算按照HG 20582—20l 1計算，SW6已 提供簡捷的計算程序。剛度校核在HG 20582— 2011中并沒有提及，但SW6程序已參考GB 150． 3-2011加上了。筆者認為雖然此時壓力較高，很 少存在剛度問題，但考慮到設計的嚴謹性以及以 后可能遇到的特殊情況，建議下次HG 20582． 2011升版時引入。
