法兰材质详解
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有关压力容器设备的设计、制造、使用和维修 等管理工作困家有一整套严格的强制性规范要求， 使用单位一般不会去轻易更改设计单位的图纸，因 为设计变更不但要征得原设计单位的同意，还必须 进行大量严谨的理论计算工作，以验证更改的是否 合理可行。但在现场使用抢修中，往往出现库存材 料与原图纸设计要求不符的状况，更改却是不可避 免的。就如何既采用现有库存材料，以能保持强度 要求，这对于一个机械设备工程技术人员来说是经 常需要面对的问题。本文以抢修市制造预冷凝设备 中，法兰材质的更改事例提供同行借监。
预冷凝器设备属于列管式换热器，其换热面积 F=180m2、设计压力P=0．75Mpa、：r作压力 Pn=O．70Mpa、设计温度t=1200C、工作介质为聚乙烯 气体，该设备属于I类压力容器。其所有的材质均 必须提供相应合格的质量保证书，制造工艺控制相 当严格。(参见图1) 制造此台换热器椭圆封头法兰的原材料是Q235 一A，需用S=69mm的坯料板材现存材料仓库均无此 规格厚的坯料板材，为了保证生产设备的正常运转， 且要根据换器的参数要求，只能选择现有合适的 16MnR，S=65mm的现成板材。它的材质无疑会比 Q235一A的好，要想利用65mm厚的坯料板材经3 块三分之一的法兰圆环焊接成封头法兰坯件，再上端 面车床经金属切削加工成符合图纸上所要求达到的 几何尺寸、光洁度、水平度、垂直度等形位公差值 是比较困难的，且要将65mm厚的坯料切削加工成62ram厚的成品，其厚度方向只留3mnb焊接变形和 金属切削余量是绝对不够的，即使制造加工工艺控 制得再好，其最终厚度也只能达到58mm。 故此根据我们以往的经验，确定除了敲定选用此 材以外，还决定改螺栓公称直径书20为巾18，个数 从40降至32，增焊缝高度10mm至12mm，其余按 图加工。但必须对法兰进行强度校核。
计算条件 计算压力=设计压力P=0．75Mpa 设计温度t=120cc 筒体外径 材质Q235一A D=1024mm 椭圆封头法兰外径材质16MnR Do=1 140mm 椭圆封头法兰内径Di=1000mm 椭圆封头法兰有效厚度 6 f=58ram 椭圆封头法兰与椭圆封头直边焊缝高度 h=12mm 法兰剪切面计算高度L=20mm 螺栓孔中心等分圆直径Db=1 100ram 螺栓公称直径 材质40MnVB db=18mm 螺栓孔个数 均布 n=32 石棉橡胶板垫片外径Dgo=1055mm 石棉橡胶板垫片内径Dgi=1015mm 石棉橡胶板垫片厚度 So=4mm 石棉橡胶板垫片系数 m=2 垫片预紧密封比压 Y=11Mpa 法兰颈部小端有效厚度 6 O=10mm 法兰颈部大端有效厚度 8。=20mm 螺栓中心至预紧状态下需要最小垫片压紧力FG作用位置处的径向距离 剪切面计算高度 设计温度下螺栓许用应力 设计温度下法兰许用应力 常温F螺栓许用应力 常温下法兰许用应力· 筒体设计温度下的许用应力 SG=30．5mm hj=20mm [Or]．= [盯]芦 [‘『]。= [盯]f- [盯]d_ 02Mpa 55Mpa 17Mpa 57Mpa 11Mpa。
