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美標中法蘭盤最有影響的螺栓連接的設計方法

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美標中法蘭盤最有影響的螺栓連接的設計方法

        國內外最有影響的有關螺栓法蘭盤連接的規范設計方法,即ASME《鍋爐和壓力容器規范》第八章第一分篇中所規定的方法,其所推薦的“具有環形法蘭盤墊片的螺栓法蘭連接計算規程”規定,一個緊密的螺栓-法蘭盤-墊片連接,必須在安裝時將墊片預緊到一定的載荷,操作時墊片上必須保持足夠的最低載荷。

     這些預緊和操作要求的載荷都是基于規范推薦的兩個法蘭盤墊片密封系數“y”及“m”。對于每種類型和材質的法蘭盤墊片,有一個或一組這樣的簡單系數。系數與密封介質性質、壓力、溫度等無關。

      因此,按此規范方法計算,如果法蘭盤墊片在安裝時被螺栓載荷La=3.14DGby(式中DG為墊片壓緊力作用中心直徑;b為墊片有效密封寬度;y為法蘭盤墊片比壓力)預緊,則在操作狀態下(即有內壓時)保持緊密連接所需的螺栓載荷為Lp=0.785D2Gp+6.28DGbmp(式中p為介質內壓;m為法蘭盤墊片系數)。顯然“y”代表最小預緊墊片應力或墊片比壓力,而“m”代表最低操作法蘭盤墊片應力是介質壓力的m倍,藉此增加螺栓載荷,不致出現由于流體靜壓在容器端部引起的載荷將密封面分離,從而導致連接泄露。

      需要的螺栓大小和數量取決于La/[σ]b和Lp/[σ]tb(式中[σ]b為常溫下螺栓材料的許用應力;[σ]tb為設計溫度下螺栓材料的許用應力)中的較大值。據此,按照“y”和“m”代表的概念,規范考慮連接主要是“不漏”或是“漏”,即考慮所設計的螺栓-法蘭盤-墊片連接在結構上能否保證安全。法蘭盤墊片的特性參數就是指規范設計法中所涉及到的“y”及“m”兩個密封系數。

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