yuun 发表于 2021-1-7 09:55:35

法兰需要计算腐蚀前的强度吗?

法兰是否应该考虑腐蚀前的计算

对于换热器来说,需要按照腐蚀前,腐蚀后来校核各个部件的强度,这点已经写入各个国家规范了。其原因见如下文章:
换热器为什么要计算腐蚀前腐蚀后

那么对于法兰来说,需要按照腐蚀前,腐蚀后分别计算吗?
目前普遍的做法是按照腐蚀后的尺寸来进行强度校核。
那么在理论上,腐蚀后的计算一定能够覆盖掉腐蚀前吗,腐蚀后一定比腐蚀前更保守吗?
是也,非也?
---包不同

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82CGoXxHthAa62pXIicwdWuV7I4ugcMASULmVKMs9icCz7ccFYeRkBOAaQ/640?wx_fmt=png
案例

试着举个例子:https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82swkwORPGkkYHDA9VE3e9F6HLNKKYSkHXtOaiboH2CKrRUMrnu3F1lfQ/640?wx_fmt=png
一个RJ面的管法兰,设计压力11.9MPa,设计温度288°C。
腐蚀后的数据界面:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82hPyuKGAxsNlrYlBErMer3284Nwlzyj9YT0flh3Ed04wYTMTchpPlkw/640?wx_fmt=png
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82M5olhibEvPh7iaOzVjfiaYvexIPLAfvYjpuh0jTTzmpw5qickiaYztXpHlg/640?wx_fmt=pnghttps://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82bleV2REkjOB7cqCeQuT4yoyokdF6dFAUUxUXUrw7icibxricNzmGdqa1A/640?wx_fmt=png其计算结果合格:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82wDRiaGUJq1ibtb8hMeutmx7ONib36Pic8AJVwib1pAZOG0KrET1Lv93jLRA/640?wx_fmt=png

再进行腐蚀前的计算,只修改法兰内径和大小端的厚度,其余数据均不变。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82XNiaQYCia9pmLm9t2GBIOlDP7iaVRtfHncsnlIoaofsUKGHZwmCJxD2Bw/640?wx_fmt=png计算结果如下,结果不合格:

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82ySBjYWRLdAoMVcSN6Ked0FXibtC5UvxZibyM1hjZm9QBNtH8giaDQcicMQ/640?wx_fmt=png
是不是很神奇,腐蚀前的法兰不合格,腐蚀后的法兰合格了。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82jdxZTsnuRgthVxn90ibBnZSWG7shHd22BTRlT9tnFrKRLLQbOIybexg/640?wx_fmt=png

原因
在设备法兰的调整技巧一文中,已经提到了:

b)当径向应力不过时,可以加大法兰厚度。当环向应力不过时,锥颈部大端的加厚或者减薄会有影响,具体可以通过输入数据测试一下。所以这里也要提醒一下,不是所有加厚,对强度都是正面的影响。Vcad,公众号:压力容器唯心不易设备法兰的调整技巧
大小端的的加厚对于环向应力和径向应力不一定都是正面的。

在《压力容器法兰的合理设计原理与方法》一文中,https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82brfAwwwLcJuT8uADBLYomKdDVoOzibhNKIOR1wTRlWicKHe2bkicO2ldw/640?wx_fmt=png
对于100cm的设备法兰研究了颈部尺寸g1对于各项应力的影响。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82bDjCAyfw3IVBjn4qIRQ1p2cYgG4EjckEvGrRfFJOOzwUZgC3Mgat4w/640?wx_fmt=png从图上可以看出,颈部尺寸的增加,各项应力值并不都是下降的,环向应力反而上升了。

所以对于文章开头的问题,答案是:

腐蚀后的计算,并不一定比腐蚀前保守。


总结

法兰腐蚀后的计算不能够覆盖腐蚀前的厚度,如果法兰计算在临界点上,一定要注意再核算一下腐蚀前的计算。

目前GB/T150和ASME VIII I并未明确要求法兰按照腐蚀前和腐蚀后单独计算。

根据ASME VIII II,4.16.2.3条,法兰必须按照腐蚀前,腐蚀后分别计算。在未来修订规范时,是否考虑借鉴,强制执行。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m4DIia15Pozwmb4XA7YdN82conS2u4ibuVBLDoVEsyAbq9B2uJKLibXETu9NsgByFCouaw8icjRPyPdQ/640?wx_fmt=png
对于软件提供商来说,可以先行出腐蚀前腐蚀后的法兰计算程序,避免人为考虑不周带来的风险。

往期精彩:设备法兰的调整技巧
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smxbjf 发表于 2021-1-7 09:55:35

受益匪浅。
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