ASME法蘭和GB法蘭設(shè)計(jì)的不同
ASME法蘭計(jì)算在強(qiáng)制性附錄2中,其計(jì)算原理和方法與GB150一致,兩者計(jì)算的結(jié)果也基本相同。但是兩種法蘭的一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)有哪些不一樣呢?

1.墊片寬度
GB中設(shè)備法蘭一般參考NB/T47021-47023-2012中的數(shù)據(jù),相對(duì)應(yīng)的墊片一般選用NB/T 47024~47026-2012的相應(yīng)規(guī)格。一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的公稱直徑與壓力等級(jí)選用相應(yīng)規(guī)格的墊片,填寫標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
ASME沒有設(shè)備法蘭的標(biāo)準(zhǔn)墊片可選,一般可以參照相應(yīng)的管法蘭或者附錄表2-4選擇墊片寬度,設(shè)計(jì)墊片并出墊片圖。

從表中可以看到,ASME推薦的墊片寬度較寬。在NB中的纏繞墊片最大寬度25,軟墊片最大寬度30。過大的墊片寬度,會(huì)使預(yù)緊力過大,從而獲得更厚的法蘭,不是特別經(jīng)濟(jì)。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),可以采用NB的法蘭和墊片尺寸去校核。
2. 自緊式墊片
GB中的表7-2常用墊片特性參數(shù)與ASME的附錄2中表2-5.1基本相同,但是少了第一種墊片。

例如使用O型圈墊片,可以參考ASME的墊片取值,m,y值均為0.
3. 法蘭剛度計(jì)算
GB150中僅對(duì)整體法蘭需要校核法蘭剛度。

除了在有成功相同工程經(jīng)驗(yàn)或者不太苛刻的情況,可以豁免剛度計(jì)算外,其他的情況,均需要按照ASME VIII I附錄表2-14對(duì)整體法蘭,帶頸松套法蘭,任意式法蘭校核法蘭剛度。

關(guān)于剛度公式的來源可以參考桑老師的論文。

按照ASME對(duì)于剛度系數(shù)的定義,KI和KL均指法蘭密封面的最大允許偏轉(zhuǎn)角。由于松式法蘭的偏轉(zhuǎn)角KL=0.2°,所以一般來說按照ASME設(shè)計(jì)的松式法蘭,大部分比GB計(jì)算的要厚。

國標(biāo)認(rèn)為松式法蘭是沒有必要校核剛度的。
我以前遇到的案例,大直徑甲型法蘭,計(jì)算通過了,但是使用過程中就是封不住。廠家打電話過來質(zhì)問我們,是不是把計(jì)算搞錯(cuò)了。經(jīng)過仔細(xì)核對(duì),計(jì)算真沒有問題。但是悄悄按照ASME核算了一下剛度,不夠。當(dāng)然當(dāng)時(shí)連整體法蘭都不用核算剛度,更不論甲型法蘭。所以技術(shù)部的答復(fù)是,完全按照規(guī)范,設(shè)計(jì)沒有問題。最終也不知道他們最后怎么解決的。
這個(gè)地方真可以商榷一下,不能因?yàn)樗墒?活套法蘭剛度讓法蘭厚度增加了,就整體拋棄不用了吧。把剛度系數(shù)改大點(diǎn)來核算也行啊,不能因噎廢食,諱疾忌醫(yī)啊。
4. 管箱法蘭計(jì)算
在計(jì)算管箱法蘭時(shí),GB151未考慮分程隔板處墊片對(duì)于預(yù)緊力的影響。
在ASME VIII I中,對(duì)于分程隔板墊片應(yīng)當(dāng)考慮計(jì)入螺栓載荷。

詳情可以參考下面的文章:
壞了,分程隔板
5.WN法蘭小端厚度取值
從計(jì)算理論上來說法蘭的計(jì)算模型是考慮筒體與法蘭小端同樣厚的。若不同樣厚,則法蘭需要采用衰減長(zhǎng)度h=sqrt(Bg0)的直邊段。
ASME的WN法蘭,小端厚度=min(法蘭小端厚度,對(duì)接的筒體厚度)。

當(dāng)錐段1:3削邊時(shí)可不留直邊段。當(dāng)然為了保證焊接及拍片效果也可以留能夠做坡口的直邊長(zhǎng)度。

NB/T47023允許小端厚度大于筒體厚度。

詳情可以參考如下文章:
法蘭小端厚度應(yīng)該如何取值(續(xù))
6. 螺栓間距修正系數(shù)
在ASME中,對(duì)于劇毒操作的容器或當(dāng)用戶或其指定代表規(guī)定時(shí),最大螺栓間距應(yīng)符合如下公式。

當(dāng)相鄰兩螺栓間距超過2a+t時(shí),在計(jì)算法蘭應(yīng)力時(shí),應(yīng)將M0乘以螺栓間距修正系數(shù)Bsc,Bsc等于間距比值開根號(hào)。

Bsc都大于1,所以當(dāng)螺栓間距太大時(shí),應(yīng)該使用更大的法蘭力矩Mo作為補(bǔ)償。
在GB中,這一點(diǎn)缺失比較遺憾。比如在SW6中,設(shè)計(jì)螺栓間距超過了最大螺栓間距,程序是不做處理的。很多設(shè)計(jì)人員只看最后應(yīng)力和剛度是否合格。螺栓間距超出就不管了。這樣會(huì)留下泄露的隱患。
實(shí)際上很容易理解,螺栓間距過大,會(huì)影響密封的均勻性。兩螺栓正中處墊片的壓緊力肯定小于螺栓處的壓緊力。
如果在GB設(shè)計(jì)中,遇到這種情況應(yīng)當(dāng)如何處理呢?
個(gè)人建議此時(shí)手動(dòng)計(jì)算Bsc,然后將應(yīng)力計(jì)算結(jié)果都擴(kuò)大Bsc倍,如果計(jì)算通過,那么基本沒有什么問題了。但是建議最好SW6主動(dòng)考慮這個(gè),方便設(shè)計(jì)合理。
7.甲乙型法蘭
在GB中,經(jīng)常使用NB/T47021的甲型平焊法蘭。

或者乙型法蘭:

ASME一般是不使用NB/T47021/47022的甲型或者乙型法蘭的,主要是ASME中遍尋不著此種焊接結(jié)構(gòu)。


圖2-4(11)似乎和乙型法蘭類似。但是要注意其中的注:

圖UW-13.2的(m)(n)內(nèi)容如下:

a為3倍筒體厚度,這是基本上無法做到的。對(duì)比甲型乙型法蘭,焊腳高小的多。
如果一定要用平焊法蘭可以采用類似的焊接結(jié)構(gòu)。如附錄2中圖2-4(4a)

我覺得把,既然要求這么高,甲乙型還是別用了。
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