美标中法兰盘最有影响的螺栓连接的设计方法

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美标中法兰盘最有影响的螺栓连接的设计方法

        国内外最有影响的有关螺栓法兰盘连接的规范设计方法,即ASME《锅炉和压力容器规范》第八章第一分篇中所规定的方法,其所推荐的“具有环形法兰盘垫片的螺栓法兰连接计算规程”规定,一个紧密的螺栓-法兰盘-垫片连接,必须在安装时将垫片预紧到一定的载荷,操作时垫片上必须保持足够的最低载荷。

     这些预紧和操作要求的载荷都是基于规范推荐的两个法兰盘垫片密封系数“y”及“m”。对于每种类型和材质的法兰盘垫片,有一个或一组这样的简单系数。系数与密封介质性质、压力、温度等无关。

      因此,按此规范方法计算,如果法兰盘垫片在安装时被螺栓载荷La=3.14DGby(式中DG为垫片压紧力作用中心直径;b为垫片有效密封宽度;y为法兰盘垫片比压力)预紧,则在操作状态下(即有内压时)保持紧密连接所需的螺栓载荷为Lp=0.785D2Gp+6.28DGbmp(式中p为介质内压;m为法兰盘垫片系数)。显然“y”代表最小预紧垫片应力或垫片比压力,而“m”代表最低操作法兰盘垫片应力是介质压力的m倍,藉此增加螺栓载荷,不致出现由于流体静压在容器端部引起的载荷将密封面分离,从而导致连接泄露。

      需要的螺栓大小和数量取决于La/[σ]b和Lp/[σ]tb(式中[σ]b为常温下螺栓材料的许用应力;[σ]tb为设计温度下螺栓材料的许用应力)中的较大值。据此,按照“y”和“m”代表的概念,规范考虑连接主要是“不漏”或是“漏”,即考虑所设计的螺栓-法兰盘-垫片连接在结构上能否保证安全。法兰盘垫片的特性参数就是指规范设计法中所涉及到的“y”及“m”两个密封系数。

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