设备法兰的计算
设备法兰的计算
GB150-151
专注于中美欧压力容器设计；致力于钛镍锆钽有色金属的研究；服务于压力容器设计人员审批考试。
以下文章来源于压力容器 有感而发 ，作者世立
分享压力容器工作的经验及积累，交流技术
1. NB/T47023 标准的设备法兰满足下列条件时，可以直接选用标准设备法兰，免除计算。计算管板时需要用螺栓力矩， SW6 中输入时选用标准设备法兰，不需要修改法兰的参数，即使计算不能通过，也可以不调整法兰尺寸。
a) 设备法兰的材料、垫片、螺柱螺母材料完全符合 NB/T47020 表 2 、表 3 ，表 4 ，表 5 。
b) 法兰设计压力不超过表 7 的最大允许工作压力。
c) 对接筒体最小厚度不小于 NB/T47023 表 1 中的 δ 0 或 表 3 中的最小筒体厚度。
2. 第 1 条中任何一点不满足标准时，设备法兰需要按非标设备法兰进行计算。 SW6 中数据输入方法如下：
a) 选取 “ 法兰为标准容器法兰 ” ，引用软件中自带的法兰数据库
b) 取消勾选 “ 法兰为标准容器法兰 ” ，修改法兰参数
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法兰外径 Do |
不用修改 |
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法兰内径 Di |
改为法兰内径 +2 × C2 |
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法兰有效厚度 |
不用修改 , 计算后根据需要调整 |
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锥颈高度 h |
改为 h/(g1-g2)*(g1-g0) ， g0 表示对接筒体厚度 |
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颈部大端厚度 g1 |
改为 g1-C2 |
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颈部小端厚度 g2 |
改为 g0-C2 |
c) 输入垫片、螺栓数据
i. 垫片外径输入接触面外径（凹凸面密封时输入凸面外径）
ii. 螺栓材料按图纸选取
d) 计算如果能够合格，法兰可以完全按照标准法兰标注；例如 FM1000-1.6
e) 图纸中增加技术要求，法兰与筒体对接的环焊缝应进行 100%RT 检测，按 NB/T47013.2-2015 Ⅰ 级合格。
3. 调整法兰后，可以用 NB/T47020 上的标注方法标注，不用出图。
a) 法兰计算不能通过时，可以调整法兰环厚度，使法兰计算通过；此时设备法兰与相应的设备法兰锥颈斜度是一致的，仅法兰环厚度和法兰总高调整。可以用 NB/T47020 中的标注方法表示标注调整后的设备法兰；例如： FM1000-1.6 /66-120 ， 可以在备注中注明 h 、 δ1 。
b) 有时候可以增加法兰环厚度，但不增加法兰总高 H 。需确定颈部小端按 NB/T47020 中图 1 削边后，法兰的直边段长度不小于 1.5g 0
c) 关于 NB/T47023 设备法兰的焊接，工艺经常没有按 NB/T47020 中图 1 削边，而是按 1 ： 3 的斜度对直边段削边，不影响法兰的强度，如下图：
d) 1 ： 3 斜度削边，比按图 1 削边多保留了 A1 区 , 不会降低法兰的强度和刚度。
4. 调整法兰后，需要出图
a) 通过加厚法兰环，能够使法兰计算通过，也有缺点
i. 法兰环很厚，可能让管板厚度不到法兰厚度的 0.6 倍
ii. 经济性没有最大程度优化
b) 其它方法调整
i. 垫片改为 m,y 值更低的材料，一般垫片材料由用户指定，不能修改
ii. 减少螺栓直径，减少螺栓数量，
1. 首先，尽量使用小直径螺栓，只有无法再增加螺栓个数，且螺栓面积不够时，才改用更大直径的螺栓
2. 其次，尽量减少螺栓数量，直到不能再减少
3. 极致省材料：减少螺栓圆直径，到刚好能满足 GB/T150.3 中 7.5.2.1 表 7-3 的要求；减少法兰环外径，到刚好能满足 GB/T150.3 中 7.5.2.1 表 7-3 的要求。
a) ASME 设备满足 TEMA SECTION9 TABLE D-5M 。
b) ASME 设备法兰设计不能过于紧凑，要尽量设计的可以公英制螺栓互换。