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[原创] 活套法兰的设计(上)

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发表于 2021-3-23 16:25:46 显示全部楼层 |阅读模式
活套法兰

活套法兰在化工中有很多的应用。

标准的活套法兰可以通过查询相应规范中法兰的温度-压力表得到其尺寸和最大许用压力。

非标的活套法兰作为松式法兰进行设计。



                               
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采用活套的原因主要一般是:

1. 与介质接触的金属比较贵重(比如,锆,钛,铝),如果全部采用采用贵金属,设备的成本将会大大上升。

2. 法兰压力-温度表中收录的材料有限,一些材料是表中查不到的,或者本身许用应力超低(比如非金属),没有合适的法兰尺寸供选择。

3. 本体需要特殊的加工,安装工艺,法兰必须要后安装。比如搪玻璃设备浮头换热器的浮动端法兰、勾圈等。

那么活套法兰的设计需要注意什么呢?


活套衬环的焊接结构

一般情况下,活套法兰一般会选用ASME VIII I的焊接节点Figure2-4(1a),并保证衬环的厚度大于接管的厚度

                               
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不过其焊接结构中的角焊缝腰高要大于0.7tn

对于标准的活套法兰,一般都很难做到。


                               
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在HG/T 20592的对焊活套法兰中,从DN300到DN600,其G值都为8mm,此时假如接管壁厚大于11.4mm,标准的活套法兰尺寸,都没法用,需要加大G值。



                               
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ASME VIII Figure 2-4(1a),

一方面说可以加工角焊缝来适应标准的活套法兰,

一方面又要求角焊缝腰高最小为0.7tn,

规范中两者甚至是矛盾的。


                               
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曾虑多情损梵行,
入山又恐别倾城,
世间安得双全法,
不负如来不负卿。
——仓央嘉措


                               
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此时一般有三种处理方法,

一种就是不修改法兰盘的G的尺寸,认为法兰不是经过计算而来,所以不遵守规范中要求0.7倍接管壁厚的要求。即执行前者。

一种就是必须考虑0.7倍接管壁厚的焊接高度,并修改活套法兰的尺寸。即执行后者。

第三种就是采用整体活套,不用焊接结构,这样成本会比较高。

到底采用哪种合适呢?


与法国设计的对话

前单位一名法国设计师,设计了一台特材的设备,其中大量用到了衬环法兰,有时用的规范上的节点,有时用的如下的节点。

由于法国人工比较贵,于是把我叫过去,一顿飘摇,来到法国一个偏远小镇,帮他们将总图拆成详图。

拆图时,我感觉很奇怪,其中一种衬环结构如下:


                               
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作为小菜鸟,当然不懂就问:

“为啥在一张图纸上,要用两种不同的衬环结构?”

他的解释是:“

  • 因为接管比较厚,插入式的衬环角焊缝无法达到0.7倍接管厚度。所以换成安放式的与衬环焊接。对标的是Figure2-4(1)节点,不需要满足角焊缝腰高的要求,这样标准活套法兰都可以用了。



                               
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2.  接管与衬环的焊接,如果用插入型式,角焊缝受力为剪应力,受力比较差,所以规范需要用0.7倍的腰高;如果采用安放型式,其焊缝受力为拉应力,受力情况比剪应力要好,所以不必要求角焊缝高度。”

我又问:

“既然安放式效果好,为什么不都用这种结构呢?”

他回答道:

“我图纸上两种结构都有用,但是你发现规律没有,小尺寸的,基本都用的插入式的,大法兰都用的安放式的。

小尺寸在接管内焊接不方便,而且一般接管厚度也比较薄,容易达到规范的要求。

大尺寸的接管内径比较大,接管和衬环的厚度比较厚,在接管内部焊接起来方便,衬环的变形也不会太大。”

我点点头,恍然大悟:

NICE!

注:对话全程英文,为了阅读方便,小编翻译成了中文,请自行翻译成英文理解。



未完待续...


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发表于 2021-3-23 16:25:46 显示全部楼层
谢谢发布分享!
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发表于 2021-3-23 16:25:46 显示全部楼层
感谢分享学习了
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发表于 2021-3-23 16:25:46 显示全部楼层
谢谢分享,楼主辛苦
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