1. 設(she)計條件(jian)


  選擇法蘭連接用緊(jin)固件材料時,應同時考慮管道操作壓力、操作溫度、介質種類和墊片類型等因素。墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣,直接對緊固件材料強度提出了要求。例如,采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質管道的法蘭連接,盡管管道的操作壓力和溫度都不高,但因為使纏繞式墊片形成初始密封時所需要的比壓力較大,從而要求緊固件的承受載荷也大,因此,在這種情況下就要求緊固件采用高強度合金鋼材料。



2. 螺(luo)栓(shuan)/螺(luo)母形式的選擇


  六角頭螺(luo)栓宜用于PN≤2.0MPa的法蘭連接。PN>2.0MPa或高溫條件下應采用全螺紋螺柱或等長雙頭螺柱。屈服強度不超過235MPa的低強度緊固件,僅使用于PN≤2.0MPa非金屬墊片的法蘭連接,不得應用于劇烈循環操作工況,碳鋼低強度緊固件使用溫度范圍為-20~200℃。經變形硬化的奧氏體不銹鋼緊固件用于非軟質墊片法蘭連接時,應驗算緊固件承載能力是否符合連接要求,且使用溫度不得超過500℃。


   ①. 六(liu)角頭(tou)(tou)螺(luo)(luo)栓(單(dan)頭(tou)(tou)螺(luo)(luo)栓)xagonal headt):常與平焊法蘭(lan)和(he)非金(jin)屬墊片配合用(yong)于(yu)操作較緩(huan)和(he)的工況(kuang)下。常配H=0.8D8D螺(luo)(luo)母,六(liu)角頭(tou)(tou)螺(luo)(luo)栓常用(yong)材料是BL3或者是Q235B;石化工業中一般用(yong)于(yu)壓力溫(wen)度較低(di)的冷卻水、空氣(qi)等公用(yong)工程管道上。


   ②. 螺柱(雙頭螺栓)(studbolt):沒(mei)有(you)頭部的,僅有(you)兩端(duan)均外帶螺紋(wen)的一(yi)類緊(jin)固件。常與(yu)對焊法蘭配合使用在操作條件比較苛刻(ke)的工(gong)況下。


   ③. 螺柱的(de)通(tong)絲(si)型(xing)雙頭螺栓上(shang)沒有(you)截面(mian)形狀的(de)變化,故其承(cheng)載能力(li)強。而非通(tong)絲(si)型(xing)雙頭螺栓則相對承(cheng)載能力(li)較(jiao)弱。


   ④. 螺(luo)(luo)(luo)柱(zhu)適用于所(suo)有(you)公稱壓力等級的(de)管法(fa)蘭(lan),以往規(gui)定(ding)PN≤2.5MPa的(de)法(fa)蘭(lan)可(ke)配(pei)六(liu)角頭螺(luo)(luo)(luo)栓亦可(ke)配(pei)螺(luo)(luo)(luo)柱(zhu),而PN≥4.0MPa的(de)法(fa)蘭(lan)只配(pei)螺(luo)(luo)(luo)柱(zhu)。SH/T 3059《石油化工管道(dao)設計器材選(xuan)(xuan)用通則(ze)》規(gui)定(ding)除PN<5.0MPa,采用軟質(zhi)墊片的(de)法(fa)蘭(lan)連接可(ke)選(xuan)(xuan)用六(liu)角頭螺(luo)(luo)(luo)栓外,其(qi)他法(fa)蘭(lan)連接均應(ying)選(xuan)(xuan)用全螺(luo)(luo)(luo)紋螺(luo)(luo)(luo)柱(zhu)。ASME B16.5也有(you)類似規(gui)定(ding),PN≥400400psi法(fa)蘭(lan)連接均采用螺(luo)(luo)(luo)柱(zhu)。


   ⑤. 由于同樣直徑(jing)螺(luo)栓的保證載荷與最小拉(la)力載荷,細(xi)(xi)牙(ya)螺(luo)紋(wen)均比(bi)粗牙(ya)螺(luo)紋(wen)要大,中國石化(hua)(hua)集團(tuan)公司標準規定(ding)M≥36mm一律用(yong)(yong)螺(luo)距為3mm的細(xi)(xi)牙(ya)M≥36m螺(luo)紋(wen)。原化(hua)(hua)工部標準規定(ding)螺(luo)紋(wen)直徑(jing)M10~27時,采用(yong)(yong)粗牙(ya)螺(luo)紋(wen);M30~45時采用(yong)(yong)細(xi)(xi)牙(ya)螺(luo)紋(wen)。


   ⑥. 螺母材料常根據與其配合的螺栓材料確定,這些組合在一般的標準中都有規定。一般情況下,螺母材料應稍低于螺栓材料,并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。



   ①. 螺柱應為通絲(si),并帶(dai)有兩個螺母(mu),螺母(mu)應選用Ⅱ型(xing)(m=1d)六角(jiao)螺母(mu)。六角(jiao)頭(tou)螺栓應配用I型(xing)((m=0.8d)78d)六角(jiao)螺母(mu)。


   ②. 商品級(ji)(ji)六(liu)角(jiao)螺栓,其產品公差等級(ji)(ji)采用(yong)(yong)A級(ji)(ji)和(he)B級(ji)(ji),性能等級(ji)(ji)為(wei)8.8級(ji)(ji),僅用(yong)(yong)于PN≤1.6MPa,配用(yong)(yong)非金屬軟墊片及非易燃、易爆(bao)和(he)危害程度不高的(de)場(chang)合。其最高使用(yong)(yong)溫度為(wei)250℃相應的(de)螺母(mu)性能等級(ji)(ji)為(wei)8級(ji)(ji)。


   ③. 商品級(ji)(ji)雙頭螺(luo)柱,其(qi)產品公差等級(ji)(ji)采用A級(ji)(ji)和(he)B級(ji)(ji),性(xing)能等級(ji)(ji)為8.8級(ji)(ji),僅(jin)用于PN<4.0M Pa,配用非金屬(shu)軟墊片。其(qi)最高使用溫度為250℃,相(xiang)應的螺(luo)母性(xing)能等級(ji)(ji)為8級(ji)(ji)。


   ④. 專(zhuan)用級的螺栓(柱(zhu))、螺母的選配(pei)應符合(he)HG/T 20613和20634《鋼制(zhi)管法蘭、墊片、緊固件》中的有關規定。其材(cai)質(zhi)的選擇要以使用溫度一壓力為基準。


   ⑤. 墊(dian)圈在(zai)一(yi)般(ban)情況(kuang)時不宜使(shi)用(yong)(yong),只有(you)在(zai)金(jin)(jin)屬螺栓(柱)和螺母用(yong)(yong)于(yu)緊固非金(jin)(jin)屬或有(you)色(se)金(jin)(jin)屬連接件時才使(shi)用(yong)(yong)。


   ⑥. 螺(luo)柱,螺(luo)栓和(he)螺(luo)母的公差(cha)等級(ji)(ji)(ji)均分(fen)A、B、C三級(ji)(ji)(ji)。C級(ji)(ji)(ji)過(guo)去(qu)稱(cheng)粗制(zhi),A、B級(ji)(ji)(ji)過(guo)去(qu)有的分(fen)別叫精(jing)制(zhi)、半精(jing)制(zhi),也有的統稱(cheng)為精(jing)制(zhi)。石油(you)化工管法蘭緊(jin)固件標準規(gui)定(ding)一律符合(he)B級(ji)(ji)(ji)產(chan)品(pin)要求。HG規(gui)定(ding)壓力(li)≤0.6MPa時可采(cai)用C級(ji)(ji)(ji)產(chan)品(pin)。




 3. 螺栓/螺母材料的(de)選擇


   ①. 螺母材料(liao)(liao)(liao)常根據與(yu)其配合的螺栓(shuan)(shuan)材料(liao)(liao)(liao)確定(ding),這些組(zu)合在(zai)一般的標準(zhun)中都有(you)規(gui)定(ding)。一般情況下,螺母材料(liao)(liao)(liao)應稍(shao)低(di)于螺栓(shuan)(shuan)材料(liao)(liao)(liao),并保證(zheng)螺母硬度比螺栓(shuan)(shuan)硬度低(di)HB30左右。


   ②. 墊(dian)片類型和操作壓力(li)、操作溫度(du)一樣,都(dou)直(zhi)接對緊固(gu)件材(cai)料強度(du)提出(chu)了要求(qiu)。例(li)如,采用(yong)纏繞式墊(dian)片密封的(de)(de)低壓劇毒介(jie)質管(guan)道的(de)(de)法蘭(lan)連接,盡管(guan)管(guan)道的(de)(de)操作壓力(li)和溫度(du)都(dou)不高,但因為(wei)使纏繞式墊(dian)片形(xing)成初(chu)始密封時所需要的(de)(de)比(bi)壓力(li)較大,從而要求(qiu)緊固(gu)件的(de)(de)承受載荷(he)也大,因此,在這種情況下就要求(qiu)緊固(gu)件采用(yong)高強度(du)合金鋼材(cai)料。


   ③. 合金鋼(gang)螺柱均應采用高(gao)級(ji)優質鋼(gang).即材料(liao)牌(pai)號(hao)后(hou)均應加字母A,如35CrMoA、25CrMoVA。


   ④. 管法蘭大量采用(yong)專用(yong)級緊固件,這種(zhong)用(yong)材(cai)料(liao)牌號表示的螺栓螺母(mu)的機(ji)械性能(neng)根據GB150的規定。


   ⑤. 螺(luo)母的機(ji)械(xie)性(xing)能稍低于螺(luo)栓/螺(luo)柱。

 

   ①. 低溫(wen)用緊固件(jian),應對其材料的(de)低溫(wen)沖擊韌性作出規定。


   ②. 緊固件在蠕(ru)變溫(wen)度范圍內使用時(shi),應考慮螺栓松弛引(yin)起的螺栓載荷(he)損失,此將影響法蘭接頭的密封能力。


   ③. 高溫用緊固件(jian)材料應(ying)與法蘭(lan)材料具有相近的熱膨脹系數(shu)。


   ④. 低強度緊固件僅用于(yu)(yu)公稱壓力小于(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)PN16、采用非(fei)金屬平墊片的法蘭接頭,不應使用于(yu)(yu)劇烈循(xun)環的工況。


   ⑤. 六角頭螺栓僅適用(yong)于(yu)公(gong)(gong)稱壓力小(xiao)于(yu)或等于(yu)PN16的場(chang)合。公(gong)(gong)稱壓力大于(yu)或等于(yu)PN40或高溫工況下,應采用(yong)全螺紋螺柱(zhu)。




6. 螺柱/螺栓的長度及數(shu)量應符合法蘭的標準要求。



7. 設計壓力(li)和溫(wen)度。


   ①. 公稱(cheng)壓力(li)(li)≥10.0MPa時,或溫(wen)度壓力(li)(li)變化急劇頻繁(fan)時,可采用全(quan)螺(luo)紋螺(luo)柱。


   ②. 公稱(cheng)壓力(li)≤6.3MPa時,可采(cai)用等長(chang)雙(shuang)頭螺柱。


   ③. 公稱壓力≤1.6MPa可(ke)選用六角頭螺(luo)栓(shuan)。




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