平焊法蘭具有良好的密封性能。緊湊法蘭尺寸之所以減小,是由于減小了密封件的直徑,這將會(huì)減小密封面的截面。平焊法蘭不僅節(jié)省了空間、減輕了重量,重要的是接頭部位不會(huì)發(fā)生泄漏。平焊法蘭主要設(shè)計(jì)缺點(diǎn)是平焊法蘭不能無泄漏。這就是其設(shè)計(jì)上的不足:平焊法蘭連接是動(dòng)態(tài)的,而且諸如熱膨脹和起伏不定的周期載荷都會(huì)造成法蘭面之間的移動(dòng),影響法蘭的功能,從而使法蘭的完整性受損,終導(dǎo)致泄漏。所以公司在生產(chǎn)平焊法蘭時(shí)盡量完善產(chǎn)品的性能,使之發(fā)揮大的作用。
平焊法蘭是一種適用于壓力等級(jí)較低、壓力波動(dòng)較小以及震蕩不嚴(yán)重的管道介質(zhì)系統(tǒng)當(dāng)中。由于其采用平焊的方式進(jìn)行管道的連接,所以,在焊接裝配時(shí),容易實(shí)現(xiàn)對中,而且這種法蘭的市場價(jià)格比較低廉,因此,平焊法蘭了廣泛的應(yīng)用與推廣。
平焊法蘭根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式,鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率,輥鍛和橫軋可用作細(xì)長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的,它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比,鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式,加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展,因此,平焊法蘭很難精度,所以,將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制,平焊法蘭就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、的產(chǎn)品。
平焊法蘭的鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應(yīng)注意不能使坯料受到限制,為此要嚴(yán)格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量,努力減少鍛模的磨損。
(1)法蘭剛度計(jì)算
設(shè)備碳鋼法蘭的高溫高壓給密封帶來了很多的技術(shù)難題。隨著設(shè)備溫度和介質(zhì)壓力的增加,墊片上的壓緊力就會(huì)減小,那么所需螺栓力就會(huì)增大,則螺栓力對中心的彎矩增大,從而使得法蘭的剛性降低。螺栓彎矩的增大及法蘭剛度的降低都會(huì)導(dǎo)致法蘭發(fā)生翹曲變形和偏轉(zhuǎn),作用在墊片表面的殘余應(yīng)力在徑向會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重分布不均勻。通過對法蘭的結(jié)構(gòu)簡化和變形分析,得出設(shè)備法蘭的剛度計(jì)算方法,總結(jié)法蘭剛度的分布規(guī)律,從理論上揭示高溫下法蘭密封失效的機(jī)理。
(2)墊片表面殘余應(yīng)力分析
在研究國標(biāo)法蘭時(shí)一般強(qiáng)度時(shí)足夠的,但法蘭的剛度并非大,在螺栓預(yù)緊力和介質(zhì)壓力的作用下法蘭產(chǎn)生的翹曲變形,使得法蘭盤有所偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角達(dá)到某一值時(shí)密封就會(huì)失效,而發(fā)生泄漏。本文研究的是環(huán)連接面的法蘭,墊片采用的是八角墊片,由于法蘭接頭存在結(jié)構(gòu)和接觸、材料等多種非線性,考慮接頭各元件間的相互作用,可把國標(biāo)船用法蘭連接接頭當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)來分析。采用有限元ANSYS軟件分別對預(yù)緊和操作工況下法蘭的應(yīng)力應(yīng)變,墊片表面殘余應(yīng)力分布進(jìn)行研究,對法蘭剛度和密封的關(guān)系進(jìn)行定性分析。
在生產(chǎn)平焊法蘭的時(shí)候要注意以下幾點(diǎn)。
1、平焊法蘭的焊接需要用的焊接標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)生產(chǎn)加工,圓環(huán)的對接焊縫應(yīng)采用全熔透焊縫;
2、應(yīng)沿鋼材軋制方向切割成條狀,經(jīng)彎制對焊成圓環(huán)狀,并使平焊法蘭的鋼材的表面形成環(huán)的柱面。
3、平焊法蘭與管道的連接是先將管子插入法蘭內(nèi)孔至適當(dāng)位置,然后再搭焊。
4、需要按照的質(zhì)量要求生產(chǎn)和檢驗(yàn),生產(chǎn)和使用的平焊法蘭的鋼板沒有質(zhì)量問題,鋼板需要經(jīng)過超聲波探傷,無分層缺陷,這樣做的目的是良好的質(zhì)量和性能問題。