資源描述：
《具有環(huán)形墊片的螺栓法蘭連接計算規(guī)則》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、168EN1591-1法蘭及其接頭-墊片圓形法蘭連接的設計規(guī)則—第一部分:計算方法,作為對在壓力、溫度、外力和外彎矩等載荷作用下的螺栓法蘭連接進行完整性和密封性計算的規(guī)則。按EN1591-1方法進行計算時,需要輸入一組墊片(特性)系數(shù),所以又制訂了ENV1591–2法蘭及其接頭-墊片圓形法蘭連接的設計規(guī)則—第二部分:墊片系數(shù)作為對其的補充一：計算中采用載荷狀況包括初始裝配,壓力試驗,重要的操作工況。計算步驟大致如下:1.1首先,計算裝配工況下需要的最小螺栓載荷。要求在其后的其他載荷工況下,在墊片上的殘余作用力不低于墊片要求的最小平均值(該值可取自ENV1591-2)。此計算是疊代過程,為該載
2、荷取決有效墊片寬度,而有效墊片寬度本身又取決于螺栓裝配載荷。1.2其次,由選定的螺栓裝配載荷計算出各載荷條件下產生的內力。按組合后的外、內力進行如下的檢查:1)裝配工況:檢查螺栓擰緊過程中可能產生的最大螺栓力;2)試驗和操作工況檢查必需的最小力,以保證接頭不發(fā)生屈服。二：密封計算中需要的最小墊片力按以下兩個方法確定:2.1用ENV1591-2標準中的墊片系數(shù),此系數(shù)基于工業(yè)的經驗和對應主要氣體和蒸汽的泄漏率。這是傳統(tǒng)的方法,不給出具體泄漏率大小。2.2如果有可能,按照ENV1591-2提出的方法,通過泄漏率對墊片應力的測試數(shù)據(jù)進行計算。此方法允許將設計基于任何確定的最大泄漏率?！∪悍ㄌm視作
3、一矩形截面的圓環(huán),且環(huán)截面保持不變形。僅考慮法蘭環(huán)中的周向應力和應變,忽略徑向和軸向應力和應變。對整體法蘭,錐頸處理為一當量圓柱殼,法蘭環(huán)截面與該當量圓柱殼相連,當量圓柱殼的厚度通過計算得到。計算時法蘭環(huán)與殼體連接處,考慮轉角和位移的連續(xù)性。在計算法蘭環(huán)截面寬度時,要去除部分螺栓孔的尺寸,如整體法蘭和法蘭平蓋:bF=(d4-d0)/2-d5e(1)式中d5e為螺栓孔直徑,當螺栓間距較小時,d5e接近于d5;當螺栓間距較大時,d5e接近于0。法蘭環(huán)截面的有效厚度eF可用環(huán)截面積AP除以該截面的實際徑向寬度得到,即:eF=2Ap/(d4-d0)(2)因圓弧和弦長存在差異,需要考慮計算螺栓圓有效直
4、徑:d3e=d3(1-2/nb2)(3)式中 nb為螺栓數(shù)目。法蘭環(huán)截面的轉角和作用在法蘭環(huán)上的徑向彎矩之間的關系為:θF=ZF/EF×EFMF=FGhG+FQ(hH-hp+hQ)+FR(hH+hR)(4)式中 θF為法蘭環(huán)截面的轉角;ZF為法蘭的轉動柔性模量;EF為法蘭的彈性模量;MF為施加在法蘭環(huán)上的彎矩。對于活套法蘭:θL=ZL/EL×MLML=FBhL(5)式中 θL為活套法蘭轉角;ZL為活套法蘭的轉動柔性模量;EL為活套法蘭的彈性模量;ML為施加在活套法蘭上的彎矩。公式(4)、(5)中的h為各外力的力臂,直接或由計算獲得。以上轉角可按每一計算工況確定。如果規(guī)定了所用墊片的最大允許的
5、法蘭轉角,就可以檢驗計算值是否在最大允許值以下。四： 螺栓不考慮螺栓的彎曲剛度和彎曲強度,但螺栓的拉伸剛度近似包括了螺栓與螺母或螺紋孔螺紋部分的接觸變形,螺栓的軸向伸長與螺栓載荷之間的關系為:UB=XB/EB×FB(6)式中 UB為螺栓伸長;XB為螺栓的軸向柔性模量;EB為螺栓的彈性模量;FB為螺栓載荷。五： 墊片墊片壓縮量與作用在墊片上的載荷之間的關系為:?UG0→I=-XG/EG×?FG0→I(7)式中?UG0→I為預緊工況和工況I之間的墊片厚度的改變量,負值表示墊片壓縮,正值表示墊片回彈;XG為墊片的軸向柔性模量;EG為墊片卸載時的彈性模量;?FG0→I為預緊工況和工況I之間的墊片載荷
6、的變化量。EG隨作用在墊片上的壓縮應力Q增加而增大,其計算方法采用線性模型:EG=Eo+K1Q(8)EG是從最大裝配應力Q的100%到33%之間測量得到的卸載彈塑性正割模量,ENV1591-2提供部分墊片E0和K1參數(shù)。因墊片在螺栓圓內與法蘭面接觸,墊片的有效寬度隨法蘭轉動而改變。法蘭轉動導致墊片沿徑向非均勻的應力分布。有效墊片寬度bGe按裝配工況(I=0)確定,且假設在其后的所有載荷條件下不再改變。bGe的計算包括法蘭的彈性轉動、墊片的彈性和塑性變形。彈性變形的墊片的有效寬度與載荷呈平方根的變化關系。塑性變形的墊片,其墊片有效寬度隨載荷變化呈直線關系。在墊片有效尺寸的計算中考慮了4種墊片類
7、型:低硬度的平墊片、復合或純金屬材料墊片、具有曲面的金屬墊片(單邊接觸)、八角截面金屬墊、橢圓或圓截面金屬墊片(雙邊接觸)。墊片在壓縮和(或)高溫下,會發(fā)生蠕變和松弛。在EN1591-2中,通過墊片蠕變系數(shù)gc修正EG:EG(包括蠕變)=gc×EG(不包括蠕變)。為了補償由于蠕變和松弛現(xiàn)象引起的墊片應力的降低,，要求提供更高的預緊力。六： 載荷EN1591按裝配工況(I=0)和其后的各種計算工況(I=1,2?
