國內(nèi)外最有影響的有關螺栓法蘭盤連接的規(guī)范設計方法,即ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第八章第一分篇中所規(guī)定的方法,其所推薦的“具有環(huán)形法蘭盤墊片的螺栓法蘭連接計算規(guī)程”規(guī)定,一個緊密的螺栓-法蘭盤-墊片連接,必須在安裝時將墊片預緊到一定的載荷,操作時墊片上必須保持足夠的最低載荷。
這些預緊和操作要求的載荷都是基于規(guī)范推薦的兩個法蘭盤墊片密封系數(shù)“y”及“m”。對于每種類型和材質的法蘭盤墊片,有一個或一組這樣的簡單系數(shù)。系數(shù)與密封介質性質、壓力、溫度等無關。
因此,按此規(guī)范方法計算,如果法蘭盤墊片在安裝時被螺栓載荷La=3.14DGby(式中DG為墊片壓緊力作用中心直徑;b為墊片有效密封寬度;y為法蘭盤墊片比壓力)預緊,則在操作狀態(tài)下(即有內(nèi)壓時)保持緊密連接所需的螺栓載荷為Lp=0.785D2Gp+6.28DGbmp(式中p為介質內(nèi)壓;m為法蘭盤墊片系數(shù))。顯然“y”代表最小預緊墊片應力或墊片比壓力,而“m”代表最低操作法蘭盤墊片應力是介質壓力的m倍,藉此增加螺栓載荷,不致出現(xiàn)由于流體靜壓在容器端部引起的載荷將密封面分離,從而導致連接泄露。
需要的螺栓大小和數(shù)量取決于La/[σ]b和Lp/[σ]tb(式中[σ]b為常溫下螺栓材料的許用應力;[σ]tb為設計溫度下螺栓材料的許用應力)中的較大值。據(jù)此,按照“y”和“m”代表的概念,規(guī)范考慮連接主要是“不漏”或是“漏”,即考慮所設計的螺栓-法蘭盤-墊片連接在結構上能否保證安全。法蘭盤墊片的特性參數(shù)就是指規(guī)范設計法中所涉及到的“y”及“m”兩個密封系數(shù)。
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