问大家一个问题,甲型法兰可以用缠绕垫片吗?为什么呢?乙型法兰可以吗?为什么?
我简单和大家说说,昨天我把ASME标准里面的强制性附录2看完了,也整理了一下里面的具体内容,比如螺栓预紧和初始密封以及操作密封都有关系,比如整体法兰和任意式法兰……刚上班的时候,分不清m和y是干什么用的,每次看标准总觉得看明白了,又觉得没看明白,后来经过多年的应力分析计算,又反复学习标准规范,算是明白法兰计算了,并且经过大量的实践证明。为什么有的法兰会泄漏呢?法兰设计需要注意哪些问题?螺栓预紧力该如何施加呢?法兰该如何评定呢?螺栓该如何评定呢?……
我们结合国内外标准,结合应力分析,做了大量的案例,可还有很多人采用标准里面的公式计算法兰和螺栓疲劳,有的还用接触方式模拟垫片的作用,更有荒唐的做法就是单独拿出一个法兰施加垫片作用力进行分析……有的分不清螺栓载荷到底是怎么回事……有的就是建模计算,根本不考虑正确与否……真是五花八门,乱象横生
原因就是很多人没有弄清楚法兰的原理,今天我就说其中一个影响因素—垫片,不同的垫片有自己的特性,比如金属环和非金属材料就完全不同,想要压紧,那需要的压力也不一样,比如金属材料就需要很大的压力才能使其与法兰面紧密结合,比如橡胶就不需要那么大的压力就能达到密封的效果,这就是初始密封时,因垫片材料的不同,所需要的初始预紧力也不同,标准用y比压力来表示这样的特性,缠绕垫片的比压力是69。
看看标准里面的计算过程,如下图
这个比压力大小就影响螺栓预紧,间接影响法兰的弯矩,从而影响法兰的应力和刚度……当然还有很多其他的影响因素,比如设计压力,设计温度等等。
比如甲型法兰如果采用缠绕垫片,就需要较大的初始预紧力才能保证初始的密封,间接导致法兰的应力过大甚至超标,还没等正常操作呢,法兰就面临高应力的风险了,所以标准里面甲型法兰没用缠绕垫片的匹配关系,看下图
那乙型法兰是否可以采用缠绕垫片呢?标准是可以的,为什么呢?
原因是乙型法兰的连接筒节厚度较厚,具备了一定的抵抗轴向弯曲应力的能力,类似上图中ASME法兰中的(7)型法兰,具备整体法兰的性能,可以在缠绕垫片较高的预紧作用下使用。如下图
上面说的仅仅是一个小知识而已,面对法兰螺栓垫片系统,需要全方位的考虑,我们在审核培训课程中都已经详细讲解了,不是在这里能说清楚的,比如椭圆垫,八角垫,透镜垫,铝垫片,波齿垫,齿型组合垫……涉及到各种密封的计算,我们都做过很多很多……其中有很多的细节要求,常规设计和分析设计的焊接节点都不一样,理念都不一样的。