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高压气管法兰的工艺研究

        分析了压力容器接管及其管法兰的受力情况,指出接管同时起着开孔补强和承受一部分法兰力矩等两方面的作用。在中低压容器上,由于通常采用补强圈补强,因此开孔补强无需由接管承担,接管长度 可用于承受一部分法兰力矩;高压容器由于不能采用补强圈,通常采用厚壁管补强,而接管由于受锻件高度 的限制,往往只存在开孔补强的长度,不存在承受法兰力矩要求的接管长度,为此在这种情况下管法兰不能 按整体法兰计算,应以带颈活套法兰设计。

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    压力容器接管及其管法兰从受力上讲,起着 两方面的作用:一是在接管与筒体、封头连接端起 着开孔补强的作用。二是在接管与管法兰连接端 起着承受法兰力矩的作用。
     圆柱壳在边界力作用 下,壳中环向薄膜应力的衰减长度.起承受法兰力矩作用的接管长度为此长度的力学意义是:圆柱壳在边界力作用下,壳中轴向弯曲应力的衰减长度。
     在中低压容器上,通常采用补强圈。当补强圈使用被补强壳体的材料,且其外径等于2d时, 则该接管的开孔补强已满足上述要求。为此开孔 补强无需由接管承担,此时接 管长度仅满足承受 法兰力矩的长度即可,且一般接管长度都能满足。对高压容器来说,由于不能采用补强圈,而采 用厚壁管补强。一般采用锻件,同时管法兰为长 颈法兰,所以往往将它们做成一整体,为减小锻件高度,使其总高度往往不满足v^ + v^。然而 在此处开孔补强计算中一般将所有接管长度全部 作为接管外伸长度/^,参与补强计算。因此接管 已不能作为承受法兰力矩的接管长度了。
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   法兰无论长颈法兰还是平焊法兰,在其整体 法兰计算中,是将该法兰分成三部分,即法兰 环、锥颈和圆筒在法兰 力矩作用后,法兰是由这三部分共同承载的。其承载比例按三者的旋转刚度进行分配,为此圆筒要承受一部分法兰力矩,在圆筒中产生轴向弯曲应力,此应力的分布范围即所以圆筒至少应有此长度,才能满足法兰的计算要求。

   上述高压容器接管法兰,由于不存在原本应 承受部分法兰力矩的接管长度,所以此时的接管法兰不能作为整体法兰处理,只能作为没有圆筒的整体法兰一带颈活套法兰计算了.
   所以,此时法兰的应力应按带颈活套法兰重新计算,并确保使其满足五项强度条件。带颈活套法兰的计算可在原整体法兰计算的基础上进行修正计算.压力容器设计中,设计人员对接管往往只考虑其对开孔补强的作用,而忽视了其承受法兰力矩的作用。特别在高压容器设计中普遍存在此问题,应予重视并纠正,以确保接管的两项作用同时到位,确保开孔补强和法兰强度都能满足要求

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