锥颈及法兰环尺寸对尘兰应力的影响

在法兰设计中,锥颈及法兰环尺寸对法兰3项主要预应力σH（轴向应力）、σR（径向应力）、σT（环向应力）的影响关系较为复杂。了解并掌握它们之间的关系能够充分地发掘法兰的强度,节省材料,合理地进行法兰的设计。     

加氢裂化装置高压大直径非标法兰设计总结

结合全球单套规模最大的蜡油加氢裂化装置,选取温度和压力组合最为苛刻(压力等级为CL2500、直径DN600)的高压大直径非标法兰为例,采用华特斯(Waters)法,从计算法兰设计压力、确定垫片参数、计算垫片荷载、确定螺栓参数、计算螺栓荷载、确定法兰参数、计算并校核应力和法兰刚度等方面阐述非标法兰的设计过程。分析了法兰环厚度δ_f、颈部高度h和颈部大端厚度δ_1这3个参数对最大轴向应力σ_H、最大径向应力σ_R和最大环向应力σ_T的影响关系。可通过调整δ_f,h和δ_1的数值,使σ_H,σ_R和σ_T这3项应力均满足设计要求。     

大直径高压设备法兰优化设计

随着设备的大型化和特殊化,在设计中常会遇到一些大直径高压设备法兰超出现有标准使用范围的情况。以某海上平台项目中的过滤分离器为例,分析了八角垫在高压设备中的使用优点,计算确定了垫片中心圆直径和螺栓配置方法。通过分析法兰环厚度和锥颈大端厚度对法兰3项应力的影响规律,推荐了法兰结构尺寸调整方法。采用增大法兰锥颈大端厚度、适当减小法兰环厚度方法优化后的法兰结构更加合理,密封性能可靠,并可节省材料。     

浅谈压力容器长颈对焊法兰优化设计

通过两个具体算例对压力容器长颈对焊法兰进行优化设计,分析了锥颈高度和法兰厚度对法兰轴向应力、径向应力和切向应力三项主要应力的影响。计算结果表明,当调整至法兰厚度和锥颈高度相近时,三项主要应力值均接近满应力值。这样的优化设计使得法兰结构紧凑,受力合理,减轻重量,可显著降低法兰成本。对小直径且压力不高的长颈对焊法兰,在保证法兰锥颈段斜率≤1:3的前提下,法兰可以不带直边段。     

法兰与锥形封头直连的应力分析

文章对带颈对焊法兰与锥形封头直连结构进行了有限元分析,研究了各个参数对直连结构内应力分布的影响,并与带颈对焊法兰和锥形封头之间加筒节的结构进行了对比,结果表明,半锥顶角、过渡段转角半径对直连结构内的应力有较大的影响。同时还考察了直连结构法兰密封面的密封性,为带颈对焊法兰与锥形封头直连结构设计提供有效参考。     

提高橡胶垫法兰连接的密封性能

装配法兰时,橡胶垫外侧过盈可以提高连接的密封性能(见图1)。由于垫片外侧产生了径向应力P_k,从而提高了轴向接触应力σ_z,克服了工作介质自内部形成自密封时的滞后效应。 为保证法兰上紧后其垫圈过盈量ω=0.05～0.2,法兰垫圈槽外径b_1与橡胶垫外径b之比按下式计算: b_1/b=1-ω+0.5(1-ω)(h-h_(ΓΗ)/h 式中,(h-h_(ΓΗ)/h取0.15～0.4,称为垫圈的压缩变形;h是橡胶垫的初始厚度,h_(ΓΗ)是法兰垫圈槽的深度(参见图1)。     

整体法兰拉格朗日乘子法优化设计

根据GB150—1998钢制压力容器中整体法兰中的应力校核原则,采用优化设计方法中拉格朗日乘子法,进行最小质量的优化计算。将法兰有效厚度δf作为随机变量,轴向应力、径向应力、环向应力和组合应力校核作为约束条件,法兰质量作为目标函数,在满足所要求的可靠度基础上优化法兰尺寸,从而减轻法兰质量,目的是尝试一种比常规设计更有效可行的优化设计方法,并以换热器外浮头盖法兰为优化设计实例,说明该方法切实可行。     

管法兰组合结构有限元应力分析研究

本文对常用的锥颈对焊法兰Pg50 Dg150进行了弹性轴对称有限元应力计算分析,并在此基础上进行了三维弹性应力计算。文中将法兰、螺栓及垫片作为组合结构进行整体应力分析,并将计算结果与Waters法的解进行比较。本文计算采用国际上应用较为普遍的大型程序SAPS和ADINA,在M—240D计算机上完成计算工作。     

螺栓法兰联接的有限元数值计算

采用有限元分析方法,应用ANSYS软件分析容器法兰联接的强度,建立计算模型,施加边界条件并进行求解,得到螺栓联接结构的应力分布情况。该模型充分考虑了螺栓联接结构的应力集中,垫片材料的非线性性质和各元件间的接触关系的影响。分析结果显示,预紧和内压工况时,螺栓法兰连接件整体和各元件应力分布趋势基本一致,螺栓受到轴向的拉应力,螺母与法兰环接触受到压紧应力,产生应力集中,法兰环有从内向外张开的趋势。     

矩形通风管道用组合法兰

在通风工程中,风道法兰通常由扁钢或角钢制成,安装时将风道插入法兰内、翻边并用铆钉在法兰侧面铆固。 1983年大庆高压聚乙烯装置的通风工程施工中,采用了由厚度1mm的薄钢板压制的双直角法兰条(图1)和厚度4mm的钢直角配件(图2)制成的组合法兰连接风道,安装极为方便且省工省料,值得借鉴。     

管壳式热交换器管箱法兰与壳体法兰设计计算

在整体法兰受力分析的基础上,对管壳式热交换器管箱法兰与壳体法兰的受力情况及设计计算方法进行了详细的分析与说明。通过计算实例,进一步对管箱法兰与壳体法兰计算进行说明。     

法兰螺栓液压扳手

本文简要地说明了防喷器法兰螺栓液压扳手的结构及工作原理。给出了螺栓上紧扭矩值及对应的表压力值。     

非标设备法兰设计解析

通过对非标设备法兰的实例分析,阐述在法兰设计时应考虑的几个影响元素,并提出了合理建议。     

压力容器矩形法兰设计计算

介绍了2种矩形法兰的设计计算方法,并对2种计算方法进行了比较.采用该方法设计计算的矩形法兰已成功应用于多台设备,通过压力试验及工业应用验证了矩形法兰设计计算方法的可靠性.     

浮头法兰的合理设计

浮头式换热器的浮头法兰是一种特殊法兰 ,不能采取一般法兰的“分工况独立计算法兰厚度 ,尔后取其大值”的方法进行设计。同时 ,浮头法兰设计中涉及一重要参数Lr,能否适当地确定Lr,是浮头法兰设计成败的关键。文中介绍了该种法兰的合理设计原理及方法 ,并附以实例。实例表明 ,用这种方法设计的浮头法兰厚度仅约为用SW6 (经校正 ,使之全面满足强度要求 )软件计算厚度的 1 / 2 ,体现出合理设计的价值     

法兰连接螺栓断裂失效分析

采用扫描电镜、金相分析、有限元应力分析等系统方法,对连接法兰的断裂螺栓进行了分析.结果表明,失效的主要原因是螺栓材料脆性突出,在使用过程中易发生断裂,并对螺栓材料的选择提出建议.     

带法兰衬塑复合钢管

带法兰的衬塑复合钢管，是在钢管的两端焊接法兰，而在钢管的内壁和法兰端面衬覆塑料，如图1所示。     

采用液压的水下法兰螺栓张紧技术研究

本文对国内外深水管道法兰连接技术相关标准进行了研究,确定了采用液压拉伸预紧法对法兰连接的螺栓进行预紧。并根据对法兰密封性的要求确定了所需的预紧力,以及螺栓所需的原长和拉伸长度,进而确定了液压拉伸器相关参数。该研究成果对促进我国深水作业设备发展,提高我国深水管道连接技术具有一定意义。     

GRAYLOC法兰拆装技术

GRAYLOC(高压自紧)连接件作为一种特殊的法兰密封形式凭借其本身尺寸小、质量轻、强度高、韧性好、拆装便捷,尤其是其独特的金属密封使其在安全性能上远远优于其他法兰产品,已广泛应用于煤化工、核工业、航空、海洋等生产、制造行业。文章结合神华鄂尔多斯煤制油分公司煤液化装置GRAYLOC高压密封连接件拆装实践,介绍了此种密封连接件的拆装技术,阐述了这类连接件在拆装过程中的技术要点及注意事项。     

Centrifugal Electroslag Casting of Annular Flange Blanks

Electroslag casting is considered for annular flange blanks. Results are given from mechanical tests made on steels 09G2S and 10G2 by various methods. The quality of the electroslag metal is considerably higher than that of metal obtained by other methods.__________Translated from Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie, No. 6, pp. 44–45, June, 2005.