沧州信益生产经营:法兰、弯头、三通、大小头、封头及疑难管件,材质包括碳钢、合金、不锈钢,来站联系可免费提供技术支持及商务建议!
专注法兰管件生产30载以上
专业生产高压法兰,船标法兰,外标法兰
联系方式
技术报价-柏经理:18631758559
领价格表和标准-柏经理:18631758559
您当前的位置: 主页 > 法兰知识问答 >

法兰知识问答

高压容器接管法兰的强度

更新时间  2021-07-21 18:20 阅读
分析了压力容器接管及其管法兰的受力情况,指出接管同时起着开孔补强和承受一部分法兰力 矩等两方面的作用。在中低压容器上,由于通常采用补强圈补强,因此开孔补强无需由接管承担,接管长度 可用于承受一部分法兰力矩;高压容器由于不能采用补强圈,通常采用厚壁管补强,而接管由于受锻件高度 的限制,往往只存在开孔补强的长度,不存在承受法兰力矩要求的接管长度,为此在这种情况下管法兰不能 按整体法兰计算,应以带颈活套法兰设计。

压力容器接管及其管法兰从受力上讲,起着 两方面的作用:一是在接管与筒体、封头连接端起 着开孔补强的作用。二是在接管与管法兰连接端 起着承受法兰力矩的作用。 起开孔补强作用的长度,根据等面积补强法 规定Ⅲ为:以万 其中:d——开孑L计算直径,mm; d——接管厚度,mm。 此长度的力学意义是:圆柱壳在边界力作用 下,壳中环向薄膜应力的衰减长度比。起承受法 兰力矩作用的接管长度为厕,此长度的力学意 义是:圆柱壳在边界力作用下,壳中轴向弯曲应力 的衰减长度。 为此接管为承担起上述两项作用,接管结构 长度如图1所示,长度至少应为: 墒+以丽 另外从结构上讲,接管长度应满足保温层厚 度等要求。

在中低压容器上,通常采用补强圈。当补强圈使用被补强壳体的材料,且其外径等于2d时, 则该接管的开孔补强已满足上述要求。为此开孔 补强无需由接管承担,此时接管长度仅满足承受 法兰力矩的长度即可,且一般接管长度都能满足。 对高压容器来说,由于不能采用补强圈,而采 用厚壁管补强。一般采用锻件,同时管法兰为长 颈法兰,所以往往将它们做成一整体,为减小锻件 高度,使其总高度往往不满足~/d艿+√2d艿。然而 在此处开孔补强计算中一般将所有接管长度全部 作为接管外伸长度h,参与补强计算。因此接管 已不能作为承受法兰力矩的接管长度了。 法兰无论长颈法兰还是平焊法兰,在其整体 法兰计算中,是将该法兰分成三部分,即法兰 环、锥颈和圆筒(见图2整体法兰结构)。在法兰 力矩作用后,法兰是由这三部分共同承载的。其 承载比例按三者的旋转刚度进行分配,为此圆 筒要承受一部分法兰力矩,在圆筒中产生轴向弯 曲应力,此应力的分布范围即厕,所以圆筒至 少应有此长度,才能满足法兰的计算要求。 上述高压容器接管法兰,由于不存在原本应 承受部分法兰力矩的接管长度,所以此时的接管 法兰不能作为整体法兰处理,只能作为没有圆筒 的整体法兰一带颈活套法兰计算了。

带颈活套法兰(见图3带颈活套法兰),与整 体法兰(见图2整体法兰结构)受力的区别在于前 者没有圆筒,使锥颈小端的轴向弯矩等于零,因此 法兰锥颈小端的轴向弯曲应力6H一0,大端的轴 向弯曲应力6H减少,但由此使法兰偏转加大,所 以法兰环的环向应力6,大幅增加,而径向应力6。 减少。从而使法兰五项控制应力变化如下‘31: 6H(小端)=0,6H(大端)减少,6,增加,6。减少 (6H+6。)减少,6H+6.不确定所以,此时法兰的应力应按带颈活套法兰重 新计算,并确保使其满足五项强度条件。 带颈活套法兰的计算可在原整体法兰计算的 基础上进行修正计算‘1】,其中修改厂一1.F。以F。, 代替,V。以V。,代替(L。不变)。 压力容器设计中,设计人员对接管往往只考 虑其对开ZPL牢b强的作用,而忽视了其承受法兰力 矩的作用。特别在高压容器设计中普遍存在此问 题,应予重视并纠正,以确保接管的两项作用同时 到位,确保开孑L补强和法兰强度都能满足要求。 否则必须进行应力分析,通常用有限元分析加以 评定;其实质是将开孑L补强和法兰力矩作用结合 在一起,一并进行分析。

两种载荷同时作用时的管板应力可将图2与 图3的应力相叠加,得到合成应力分布如图4所 示。由于两种载荷作用时,它们的最大应力不在 同处,故叠加后的最大应力增大并不很多。

作用于管板的重量载荷与压力载荷是两种不 同性质的载荷,按重量载荷折算的当量压力虽不 大,但由于在它作用下的管板厚度要按U型管板 计算,当换热器直径较大时,此管板计算厚度相当 可观,以致大于按压力载荷作用的固定管板的计 算厚度,而成为管板设计厚度的控制因素,为此必 须充分加以考虑。