法蘭知識問答
高壓容器接管法蘭的強度
更新時間??2021-07-21 18:20 閱讀
分析了壓力容器接管及其管法蘭的受力情況,指出接管同時起著開孔補強和承受一部分法蘭力 矩等兩方面的作用。在中低壓容器上,由于通常采用補強圈補強,因此開孔補強無需由接管承擔,接管長度 可用于承受一部分法蘭力矩;高壓容器由于不能采用補強圈,通常采用厚壁管補強,而接管由于受鍛件高度 的限制,往往只存在開孔補強的長度,不存在承受法蘭力矩要求的接管長度,為此在這種情況下管法蘭不能 按整體法蘭計算,應以帶頸活套法蘭設計。
壓力容器接管及其管法蘭從受力上講,起著 兩方面的作用:一是在接管與筒體、封頭連接端起 著開孔補強的作用。二是在接管與管法蘭連接端 起著承受法蘭力矩的作用。 起開孔補強作用的長度,根據(jù)等面積補強法 規(guī)定Ⅲ為:以萬 其中:d——開孑L計算直徑,mm; d——接管厚度,mm。 此長度的力學意義是:圓柱殼在邊界力作用 下,殼中環(huán)向薄膜應力的衰減長度比。起承受法 蘭力矩作用的接管長度為廁,此長度的力學意 義是:圓柱殼在邊界力作用下,殼中軸向彎曲應力 的衰減長度。 為此接管為承擔起上述兩項作用,接管結(jié)構(gòu) 長度如圖1所示,長度至少應為: 墑+以麗 另外從結(jié)構(gòu)上講,接管長度應滿足保溫層厚 度等要求。
在中低壓容器上,通常采用補強圈。當補強圈使用被補強殼體的材料,且其外徑等于2d時, 則該接管的開孔補強已滿足上述要求。為此開孔 補強無需由接管承擔,此時接管長度僅滿足承受 法蘭力矩的長度即可,且一般接管長度都能滿足。 對高壓容器來說,由于不能采用補強圈,而采 用厚壁管補強。一般采用鍛件,同時管法蘭為長 頸法蘭,所以往往將它們做成一整體,為減小鍛件 高度,使其總高度往往不滿足~/d艿+√2d艿。然而 在此處開孔補強計算中一般將所有接管長度全部 作為接管外伸長度h,參與補強計算。因此接管 已不能作為承受法蘭力矩的接管長度了。 法蘭無論長頸法蘭還是平焊法蘭,在其整體 法蘭計算中,是將該法蘭分成三部分,即法蘭 環(huán)、錐頸和圓筒(見圖2整體法蘭結(jié)構(gòu))。在法蘭 力矩作用后,法蘭是由這三部分共同承載的。其 承載比例按三者的旋轉(zhuǎn)剛度進行分配,為此圓 筒要承受一部分法蘭力矩,在圓筒中產(chǎn)生軸向彎 曲應力,此應力的分布范圍即廁,所以圓筒至 少應有此長度,才能滿足法蘭的計算要求。 上述高壓容器接管法蘭,由于不存在原本應 承受部分法蘭力矩的接管長度,所以此時的接管 法蘭不能作為整體法蘭處理,只能作為沒有圓筒 的整體法蘭一帶頸活套法蘭計算了。
帶頸活套法蘭(見圖3帶頸活套法蘭),與整 體法蘭(見圖2整體法蘭結(jié)構(gòu))受力的區(qū)別在于前 者沒有圓筒,使錐頸小端的軸向彎矩等于零,因此 法蘭錐頸小端的軸向彎曲應力6H一0,大端的軸 向彎曲應力6H減少,但由此使法蘭偏轉(zhuǎn)加大,所 以法蘭環(huán)的環(huán)向應力6,大幅增加,而徑向應力6。 減少。從而使法蘭五項控制應力變化如下‘31: 6H(小端)=0,6H(大端)減少,6,增加,6。減少 (6H+6。)減少,6H+6.不確定所以,此時法蘭的應力應按帶頸活套法蘭重 新計算,并確保使其滿足五項強度條件。 帶頸活套法蘭的計算可在原整體法蘭計算的 基礎上進行修正計算‘1】,其中修改廠一1.F。以F。, 代替,V。以V。,代替(L。不變)。 壓力容器設計中,設計人員對接管往往只考 慮其對開ZPL牢b強的作用,而忽視了其承受法蘭力 矩的作用。特別在高壓容器設計中普遍存在此問 題,應予重視并糾正,以確保接管的兩項作用同時 到位,確保開孑L補強和法蘭強度都能滿足要求。 否則必須進行應力分析,通常用有限元分析加以 評定;其實質(zhì)是將開孑L補強和法蘭力矩作用結(jié)合 在一起,一并進行分析。
兩種載荷同時作用時的管板應力可將圖2與 圖3的應力相疊加,得到合成應力分布如圖4所 示。由于兩種載荷作用時,它們的最大應力不在 同處,故疊加后的最大應力增大并不很多。
作用于管板的重量載荷與壓力載荷是兩種不 同性質(zhì)的載荷,按重量載荷折算的當量壓力雖不 大,但由于在它作用下的管板厚度要按U型管板 計算,當換熱器直徑較大時,此管板計算厚度相當 可觀,以致大于按壓力載荷作用的固定管板的計 算厚度,而成為管板設計厚度的控制因素,為此必 須充分加以考慮。
壓力容器接管及其管法蘭從受力上講,起著 兩方面的作用:一是在接管與筒體、封頭連接端起 著開孔補強的作用。二是在接管與管法蘭連接端 起著承受法蘭力矩的作用。 起開孔補強作用的長度,根據(jù)等面積補強法 規(guī)定Ⅲ為:以萬 其中:d——開孑L計算直徑,mm; d——接管厚度,mm。 此長度的力學意義是:圓柱殼在邊界力作用 下,殼中環(huán)向薄膜應力的衰減長度比。起承受法 蘭力矩作用的接管長度為廁,此長度的力學意 義是:圓柱殼在邊界力作用下,殼中軸向彎曲應力 的衰減長度。 為此接管為承擔起上述兩項作用,接管結(jié)構(gòu) 長度如圖1所示,長度至少應為: 墑+以麗 另外從結(jié)構(gòu)上講,接管長度應滿足保溫層厚 度等要求。
在中低壓容器上,通常采用補強圈。當補強圈使用被補強殼體的材料,且其外徑等于2d時, 則該接管的開孔補強已滿足上述要求。為此開孔 補強無需由接管承擔,此時接管長度僅滿足承受 法蘭力矩的長度即可,且一般接管長度都能滿足。 對高壓容器來說,由于不能采用補強圈,而采 用厚壁管補強。一般采用鍛件,同時管法蘭為長 頸法蘭,所以往往將它們做成一整體,為減小鍛件 高度,使其總高度往往不滿足~/d艿+√2d艿。然而 在此處開孔補強計算中一般將所有接管長度全部 作為接管外伸長度h,參與補強計算。因此接管 已不能作為承受法蘭力矩的接管長度了。 法蘭無論長頸法蘭還是平焊法蘭,在其整體 法蘭計算中,是將該法蘭分成三部分,即法蘭 環(huán)、錐頸和圓筒(見圖2整體法蘭結(jié)構(gòu))。在法蘭 力矩作用后,法蘭是由這三部分共同承載的。其 承載比例按三者的旋轉(zhuǎn)剛度進行分配,為此圓 筒要承受一部分法蘭力矩,在圓筒中產(chǎn)生軸向彎 曲應力,此應力的分布范圍即廁,所以圓筒至 少應有此長度,才能滿足法蘭的計算要求。 上述高壓容器接管法蘭,由于不存在原本應 承受部分法蘭力矩的接管長度,所以此時的接管 法蘭不能作為整體法蘭處理,只能作為沒有圓筒 的整體法蘭一帶頸活套法蘭計算了。
帶頸活套法蘭(見圖3帶頸活套法蘭),與整 體法蘭(見圖2整體法蘭結(jié)構(gòu))受力的區(qū)別在于前 者沒有圓筒,使錐頸小端的軸向彎矩等于零,因此 法蘭錐頸小端的軸向彎曲應力6H一0,大端的軸 向彎曲應力6H減少,但由此使法蘭偏轉(zhuǎn)加大,所 以法蘭環(huán)的環(huán)向應力6,大幅增加,而徑向應力6。 減少。從而使法蘭五項控制應力變化如下‘31: 6H(小端)=0,6H(大端)減少,6,增加,6。減少 (6H+6。)減少,6H+6.不確定所以,此時法蘭的應力應按帶頸活套法蘭重 新計算,并確保使其滿足五項強度條件。 帶頸活套法蘭的計算可在原整體法蘭計算的 基礎上進行修正計算‘1】,其中修改廠一1.F。以F。, 代替,V。以V。,代替(L。不變)。 壓力容器設計中,設計人員對接管往往只考 慮其對開ZPL牢b強的作用,而忽視了其承受法蘭力 矩的作用。特別在高壓容器設計中普遍存在此問 題,應予重視并糾正,以確保接管的兩項作用同時 到位,確保開孑L補強和法蘭強度都能滿足要求。 否則必須進行應力分析,通常用有限元分析加以 評定;其實質(zhì)是將開孑L補強和法蘭力矩作用結(jié)合 在一起,一并進行分析。
兩種載荷同時作用時的管板應力可將圖2與 圖3的應力相疊加,得到合成應力分布如圖4所 示。由于兩種載荷作用時,它們的最大應力不在 同處,故疊加后的最大應力增大并不很多。
作用于管板的重量載荷與壓力載荷是兩種不 同性質(zhì)的載荷,按重量載荷折算的當量壓力雖不 大,但由于在它作用下的管板厚度要按U型管板 計算,當換熱器直徑較大時,此管板計算厚度相當 可觀,以致大于按壓力載荷作用的固定管板的計 算厚度,而成為管板設計厚度的控制因素,為此必 須充分加以考慮。
- 上一篇:菏澤對焊法蘭現(xiàn)貨
- 下一篇:法蘭的質(zhì)量控制及焊接變形