在壓力容器設(shè)計(jì)中，法蘭設(shè)計(jì)是極其關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)。一般情況下，我們按照法蘭的使用條件和結(jié)構(gòu) 型式來選擇標(biāo)準(zhǔn)法蘭。GBl50一2011《壓力容器》… 第7章法蘭計(jì)算中的第7．1．1條規(guī)定“當(dāng)選用JB／T 4700～4707(NB／T47020～47027—2012)標(biāo)準(zhǔn)¨1時(shí)， 可免除本章計(jì)算”，但當(dāng)我們采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭時(shí)，由于 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解不夠深入，容易忽視一些關(guān)鍵問題，進(jìn)而 影響法蘭強(qiáng)度設(shè)計(jì)。本文將針對(duì)這些問題提出建議 性的處理意見。

另外在設(shè)計(jì)過程中，我們往往因?yàn)楣に嚄l件、結(jié) 構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性等問題的限制而需要自行設(shè)計(jì)設(shè)備法蘭。 法蘭設(shè)計(jì)的影響因素很多，如墊片材料、直徑、寬度， 螺栓材料、數(shù)量、中心圓直徑，法蘭環(huán)厚度和錐頸高 度等”j。這些因素中，法蘭強(qiáng)度尺寸是整個(gè)法蘭設(shè) 計(jì)過程的關(guān)鍵所在，因此本文將通過實(shí)例計(jì)算，以控 制法蘭中的三項(xiàng)應(yīng)力(軸向應(yīng)力、切向應(yīng)力、徑向應(yīng) 力)為設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)設(shè)備法蘭進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)。



在用sw6軟件進(jìn)行法蘭強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，需要 輸入頸部小端有效厚度，以標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)頸法蘭為例，該值 應(yīng)該取對(duì)接筒體的厚度還是法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的小端厚 度，目前存在一定的爭(zhēng)議。

當(dāng)碳鋼應(yīng)用在一般工業(yè)介質(zhì)中時(shí)，材料腐蝕是 不可避免的。因此在法蘭計(jì)算中，理應(yīng)扣除相關(guān)尺 寸的腐蝕裕量。NB／T 47020—2012《壓力容器法蘭 分類與技術(shù)條件》中對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)的腐蝕裕量進(jìn)行 了規(guī)定“本標(biāo)準(zhǔn)中乙型法蘭的適用腐蝕裕量≤2 mm，當(dāng)2 mm腐蝕裕量超過≤3 mm時(shí)，應(yīng)加厚短節(jié) 厚度2 mm。長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的適用腐蝕裕量≤3 mm”。

當(dāng)設(shè)備法蘭材料的腐蝕裕量大于本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 值時(shí)，則不能直接選用標(biāo)準(zhǔn)法蘭。這是因?yàn)楦g裕 量削減了法蘭錐頸大端與錐頸小端的厚度，從而增 大了法蘭軸向應(yīng)力和徑向應(yīng)力，法蘭最大應(yīng)力通常 發(fā)生在錐頸小端與筒體連接處HJ，這樣就造成法蘭 強(qiáng)度有可能不滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)這種超出標(biāo)準(zhǔn)范圍 的法蘭，需要根據(jù)根據(jù)GBl50．1～150．4—2011《壓 力容器》第3部分第7章對(duì)法蘭自行設(shè)計(jì)核算，或者 采用sw6計(jì)算軟件來校核法蘭，只是在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的 基礎(chǔ)上作以下調(diào)整：法蘭內(nèi)徑為法蘭公稱直徑減去 兩倍的腐蝕裕量；法蘭錐頸大端厚度和錐頸小端厚 度為標(biāo)準(zhǔn)中給定值減去腐蝕裕量。



在NB／T 47020—2012《壓力容器法蘭分類與技 術(shù)條件》中規(guī)定了該標(biāo)準(zhǔn)所適用的法蘭材料類型 “本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱壓力0．25—6．40 MPa，工作溫 度一70～450℃的碳鋼、低合金鋼制壓力容器法 蘭”，這一點(diǎn)常常容易被忽略。在壓力容器設(shè)計(jì)中， 經(jīng)常遇到設(shè)備法蘭材料為高合金鋼的情況，此時(shí)我 們往往未經(jīng)計(jì)算而直接選取標(biāo)準(zhǔn)法蘭，這樣是不符 合標(biāo)準(zhǔn)要求的。

相同條件下，高合金鋼鍛件的強(qiáng)度一般小于碳 鋼、低合金鋼鍛件，因此必須利用sW6對(duì)高合金鋼 設(shè)備法蘭進(jìn)行強(qiáng)度校核。若工藝介質(zhì)對(duì)法蘭材料有 腐蝕，則在sw6中輸入法蘭本體尺寸時(shí)應(yīng)扣除腐蝕 裕量：法蘭內(nèi)徑為法蘭公稱直徑減去兩倍的腐蝕裕 量；法蘭錐頸大端厚度和錐頸小端厚度為標(biāo)準(zhǔn)中給 定值減去腐蝕裕量。若標(biāo)準(zhǔn)法蘭滿足強(qiáng)度要求，則 可直接采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭標(biāo)記，但需在圖紙明細(xì)表中標(biāo).

NB／T 47020一2012《壓力容器法蘭分類與技術(shù) 條件》規(guī)定了長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭與筒體的對(duì)接要求：長(zhǎng) 頸對(duì)焊法蘭的直邊段厚度和與其相連接的圓筒厚度 不等時(shí)，長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭按圖l虛線削薄，或者在對(duì)接 焊縫的筒體端部按圖2堆焊過渡。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該項(xiàng)的描 述比較模糊，未對(duì)兩種連接方式的使用場(chǎng)合進(jìn)行界 定，而且對(duì)圖1來說，標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)直邊段的削邊尺寸進(jìn) 行具體規(guī)定。這樣容易給設(shè)計(jì)者造成一定的困擾。