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阀体中法兰连接的计算

来源: 上海阀门 时间: 2012-06-26 点击: 2,680

阀体中法兰是指阀体与阀盖连接的法兰,它适用于各种不同的介质、压力、温度,这样的连接形式在阀门

中是十分普遍的,法兰连接由三个零件组成,即法兰、螺栓和垫片,这些零件的物理力学性能对法兰连接有很大的影响。在采用法兰连接阀门的工作条件中,介质的压力和温度的变化对中法

兰的设计有很大的影响,中法兰的设计必须保证阀门在工作温度和工作压力下有足够的强度和密封性。法兰连接的密封性是用拧紧螺栓联接的螺母来保证的,计算时应确保的条件为:在阀门

承受工作压力和工作温度时,按作用力求得的螺栓和法兰的安全系数应不低于规定值。

因此,中法兰连接的计算首先应满足标准要求,然后按力学要求的计算式去验算。

标准要求的计算式

1.国标钢制阀门

(1)用螺栓或螺纹联接的阀体和阀盖组件是不直接承受管道负荷的组件。

1)螺栓联接的阀体和阀盖组件:螺栓联接的螺纹应符合GB/T193—2003的规定,螺纹的公差与配合应符合GB/T 197—2003的规定,联接螺栓的总横截面积应符合式(8-15)要求:

式中 K——系数从下表中选取,CL值直接代人;

PN ——设计阀门的公称压力数值(MPa);

Ag——由垫片或其他密封件的有效周边所限定的面积(mm2);

Ab——螺栓总抗拉应力的有效面积(mm2);

Sa——螺栓在38℃时的许用应力(MPa)(当Sa≥138MPa时,使用138MPa)。

2)螺纹联接的阀体和阀盖组件:螺纹的剪切面积至少满足式(8-16)要求:

式中As——螺纹总抗剪应力有效面积(mm2)。

(2) 以螺栓或螺纹联接的阀体组件 是承受管道机械负荷的,由于管道系统的温度变化,压力波动等原因产生的机械力都要作用到阀门上,设计中要充分考虑这些因素。

1)螺栓联接阀体组件:联接螺栓的总横截面积应符合式(8-17)要求:

2)螺纹连接阀体组件:螺纹的剪切面积应符合式(8-18)要求:

2.美标钢制阀门

应满足ASME B16.34—2009《法兰、螺纹和焊接端连接的阀门》 标准要求。

(1)用螺栓或螺纹联接的阀体和阀盖组件 是不直接承受管道负荷的组件。

1)螺栓联接的阀体和阀盖组件:螺栓联接的螺纹应符合ASMEB l.1的规定,螺栓的总截面积应符合式(8-19)的要求:

2)螺纹联接阀体、阀盖组件:螺纹的剪切面积应符合式(8-20)的要求:

式中Pc——额定压力级CL数值(psi)(例CLl50,Pc=150psi,CL300,Pc=300psi);

Sa——螺栓在38℃(100°F)时的许用应力(psi);(当大于20000psi时,用20000psi);

Ag——由垫片或O形圈的有效外周边所限定的面积(in2);

Ab——螺栓的总抗拉应力有效面积(in2);

As——螺纹的总抗剪有效面积(in2)。

(2)以螺栓或螺纹联接的阀体组件是承受管道机械负荷的。

1)螺栓联接阀体组件:连接螺栓的总横截面积应符合式(8-21)要求:

2)螺纹联接阀体组件:螺纹的总剪切面积应符合式(8-22)的要求:

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