用實際預緊力校核法蘭
在做國內外項目的時,客戶經(jīng)常要求再圖紙上給出管法蘭和設備法蘭的螺栓扭矩值,螺栓扭矩值有時是按客戶文件選,有時是計算確定的。無論是選擇還是按文件(機械設計手冊或其它文件)計算。都會出現(xiàn)法蘭的實際預緊力遠大于按waters法計算法蘭時的那個預緊力。
常在河邊走總會遇到客戶要求你按實際的預緊載荷校核法蘭強度和剛度是否足夠的。
選擇的螺栓扭矩或者計算得到的螺栓扭矩(按EN1591-1的除外)實際上都在許用應力的2倍左右(因為預緊用的0.5倍左右的屈服)。在軟件中手動輸入預緊力結果螺栓面積不夠了,要增加螺栓數(shù)量和或直徑,增加之后預緊力又增加了然后螺栓面積又不夠了,要。。。。。?;旧线M入了死循環(huán)。

用戶的原意肯定不是這樣的,那用戶的規(guī)定到底要表達的是什么意思呢?這個問題應該怎么處理呢!
假設SA-193 B7的螺栓,法蘭用50000psi預緊力的計算方法:
1.因為50000psi是螺栓許用應力的2倍,僅考慮預緊載荷提高2倍也就是將墊片系數(shù)y由69提高到138(見下圖);螺栓的許用應力也改為許用應力的2倍即344.8MPa(見下圖)

2.由于螺栓許用應力提高了2倍,螺栓預緊載荷W也提高了2倍(見公式5)。預緊狀態(tài)法蘭力矩Mo提高了2倍(見公式6),剛度系數(shù)的計算J提高了2倍(見下圖)。



壓力不高時,由剛度公式可知法蘭厚度需要提高1.414倍,管板延長兼做法蘭部分也要加厚,還要考慮法蘭和管板的厚度關系(不說保證0.6倍,0.5倍左右還是要保證的;不保證的話密封面泄露就比較常態(tài)了,除非公司經(jīng)驗很多)。大部分管板厚度要提高到1.25倍左右。
按EN 1591-1計算的法蘭,計算包含安裝工況。上面的幾張PVelite的截圖是一種簡單處理按實際預緊載荷計算法蘭的方法。仔細研究計算的話還有復雜但更完整的處理方法。簡單的處理方法給需要的同學參考!
最近幾年由于API 660的更新,ASME PCC-1的更新等原因。EN 1591-1的先進性和各大墊片廠家試驗數(shù)據(jù)的增多。歐洲項目要求按EN1591-1計算管法蘭基本是標配,部分國家是強制性要求。石油類項目要求按API 660計算設備法蘭算標配,在稍微嚴格一點就是按ASME PCC-1計算,滿足WRC538(題外話PCC-1的2013版吧,標準內有錯誤寫成WRC 528了)。做國外項目一定要注意法蘭計算的相關要求!
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