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不銹鋼法蘭連接類型與參數(shù)

Wed, 30 Jun 2021 09:44:40 +0800

管法蘭是為了滿足生產(chǎn)工藝的要求，或者制造、運(yùn)輸、安裝檢修的方便而采用的一組帶有均布螺栓孔圓盤的一種可拆的密封連接形式。不銹鋼法蘭密封形式一般是依靠其連接螺栓所產(chǎn)生的預(yù)緊力，通過(guò)各種固體墊片或液體墊片達(dá)到足夠的工作密封比壓，來(lái)阻止被密封流體介質(zhì)的外泄，屬于強(qiáng)制密封范疇，如圖2-60所示。

我國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T 9112-2000《鋼制管法蘭，類型與參數(shù)》規(guī)定了鋼制管法蘭的類型與參數(shù)。鋼制管法蘭的類型與參數(shù)包括公稱壓力、公稱尺寸與鋼管外徑、法蘭類型及其適用范圍和密封形式及代號(hào)。

1. 公稱壓力

我國(guó)目前采用的是歐洲管法蘭體系和美洲管法蘭體系的15個(gè)公稱壓力等級(jí)。在管道工程圖中選用歐洲體系的較多，但進(jìn)口項(xiàng)目圖紙中各種體系都會(huì)涉及到，要注意區(qū)分和識(shí)別。兩個(gè)體系的公稱壓力等級(jí)用PN標(biāo)記如下:

2. 公稱尺寸與鋼管外徑

我國(guó)選用的鋼管外徑為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)系列，系列Ⅰ為國(guó)際通系列（俗稱英制管）；系列E為國(guó)內(nèi)常用系列（俗稱米制管）。兩個(gè)體系管法蘭的公稱尺寸和鋼管外徑應(yīng)符合表2-14的規(guī)定。

3. 法蘭類型

法蘭類型應(yīng)符合圖2-61的規(guī)定。

4. 密封面形式及代號(hào)

法蘭的密封面形式及代號(hào)應(yīng)符合圖2-62的規(guī)定。

5. 法蘭標(biāo)記方式

①. 法蘭應(yīng)按公稱尺寸、公稱壓力、密封面形式代號(hào)、螺紋特性代號(hào)或配用的鋼管系列代號(hào)（配用米制管代號(hào)為“系列II”，配用英制管不標(biāo)記）及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。

②. 法蘭密封面的形式代號(hào)應(yīng)符合GB/T 9112-2000《鋼制管法蘭類型與參數(shù)》的規(guī)定。

③. 法蘭標(biāo)記舉例

a. 平面、突面對(duì)焊鋼制管法蘭標(biāo)記如下。

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的平面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用米制管）：法蘭DN100-PN25 FF(系列II)GB/T 9115.1-2000

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的突面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用英制管）：法蘭 DN100-PN25 RF GB/T 9115.1-2000

b. 凹凸面對(duì)焊鋼制管法蘭標(biāo)記如下。

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的凹凸面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用米制管）：法蘭DN100-PN25 M(系列II)GB/T 9115.2-2000

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的凹凸面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用英制管）：法蘭DN100-PN25 F GB/T 9115.2-2000

c. 榫槽面對(duì)焊鋼制管法蘭標(biāo)記如下。

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的榫槽面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用米制管）：法蘭 DN100-PN25 T(系列II)GB/T 9115.3-2000

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的榫槽面對(duì)焊鋼制管法蘭（配用英制管）：法蘭DN100-PN25 G GB/T 9115.3-2000

d. 平面、突面對(duì)焊鋼制管法蘭蓋標(biāo)記如下。

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的平面對(duì)焊鋼制管法蘭蓋：法蘭DN100-PN25 FF GB/T 9123.1-2000

公稱尺寸100mm、公稱壓力2.5MPa(25bar)的突面對(duì)焊鋼制管法蘭蓋：法三DN100N25 KF GB/T 9123. 1-2000

不銹鋼管件的種類有哪些

Tue, 29 Jun 2021 10:07:57 +0800

不銹鋼管在輸送流體的使用過(guò)程中，只有通過(guò)各種各樣管件的連接，才能夠?qū)崿F(xiàn)管道的互連、互通，發(fā)揮管道輸送和流通流體的作用。所以，不銹鋼管件是不銹鋼管使用不可缺少的附件，在使用中占有非常重要的地位。

不銹鋼管件，包括有彎頭、三通、四通、變徑接頭（錐形接頭）、發(fā)蘭、帶發(fā)蘭接頭和管卡箍等，如圖11-22所示。

這些管件除發(fā)蘭外，都可采用不銹鋼板，經(jīng)落料（下料）壓制成型后，焊接而成。以這種方式加工的管件被稱為壓制成型焊接管件。圖11-23是壓制成型焊接彎頭的焊接過(guò)程圖。用這種方式可加工生產(chǎn)彎頭、三通、四通、變徑接頭（錐形接頭）等管件，見(jiàn)圖11-24.其最大優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻，焊縫長(zhǎng)度短，使用壽命與鋼管一致。

圖11-25所示是各種鋼管與管件一體化示意圖。它是原子能發(fā)電的再循環(huán)系統(tǒng)管道及主蒸汽管道等處為了減少焊點(diǎn)、提高可靠性、節(jié)省檢查作業(yè)時(shí)間而開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。它是由無(wú)縫管或焊接管經(jīng)高頻加熱彎曲加工而成。如果用荒管，在加熱或常溫條件下，采用壓制方式加工彎頭，彎頭背面壁厚會(huì)減薄而影響使用效果。為了防止彎頭的背側(cè)壁減薄，可采用特殊形狀的壁厚不等的荒管進(jìn)行彎曲加工。很明顯，其他一體化管件是由焊接管件和鋼管焊接而成的。

隨著不銹鋼管的發(fā)展，在飲用凈水、生活飲用水、冷水、熱水、海水、燃?xì)?、醫(yī)用氣體等領(lǐng)域都在采用不銹鋼管路。隨之而來(lái)不銹鋼卡壓式管件也得到廣泛應(yīng)用。為此，管件的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收，也有了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 19288.1-2003(《不銹鋼卡壓式管件》）、GB/T 19228.2-2003(《不銹鋼卡壓式管件連接用薄壁不銹鋼管》）和CJ/T152-2001(《不銹鋼卡壓式管件》）等。圖11-26是常用不銹鋼卡壓式管件圖。

不銹鋼法蘭的裝配與連接方法

Mon, 28 Jun 2021 11:50:56 +0800

不銹鋼法蘭在安裝連接時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①. 裝配不銹鋼法蘭前，必須把法蘭表面，尤其是密封面清理干凈。

②. 裝配不銹鋼平焊法蘭時(shí)，管端應(yīng)插入法蘭內(nèi)徑厚度的2/3,法蘭的內(nèi)外面都必須與管子焊接。

③. 不銹鋼法蘭連接時(shí)應(yīng)保持平行，其偏差不大于法蘭外徑的0.15%,且不大于2mm.

④. 不銹鋼法蘭連接應(yīng)保持同一軸線，其螺栓孔中心偏差一般不超過(guò)孔徑的5%,并應(yīng)保證螺栓自由穿入。法蘭的連接螺栓應(yīng)為同一規(guī)格，安裝方向要一致，擰緊螺栓時(shí)應(yīng)對(duì)稱均勻地進(jìn)行。

⑤. 不得使用厚度不等的斜墊圈來(lái)彌補(bǔ)法蘭的不平行度，不得使用雙層墊圈。當(dāng)大口徑墊圈需要拼接時(shí)，不得用平口對(duì)接，應(yīng)采用斜口搭接或迷宮形式。

⑥. 根據(jù)需要，安裝墊片時(shí)可分別涂以石墨粉、石墨機(jī)油調(diào)和物或二硫化鉬。

⑦. 在下列情況，螺栓、螺母應(yīng)涂以二硫化鉬、石墨機(jī)油或石墨粉。

a. 不銹鋼、合金鋼螺栓和螺母。

b. 管道設(shè)計(jì)溫度高于100℃或低于0℃.

c. 露天裝置。

d. 有大氣腐蝕或腐蝕性介質(zhì)。

⑧. 使用銅、鋁、軟鋼等金屬墊片，安裝前應(yīng)進(jìn)行退火處理。

⑨. 高溫或低溫管道的法蘭連接螺栓，在試運(yùn)行時(shí)一般應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行熱緊或冷緊。

a. 管道法蘭熱緊及冷緊溫度如表2-17所示。

b. 熱緊或冷緊，應(yīng)在保持工作溫度24小時(shí)后進(jìn)行。

c. 緊固管道螺栓時(shí)，管道最大內(nèi)壓力應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定：當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于6MPa時(shí)，熱緊最大內(nèi)壓力為0.3MPa;當(dāng)設(shè)計(jì)壓力大于6MPa時(shí)，熱緊最大內(nèi)壓力為0.5MPa.冷緊一般應(yīng)卸壓進(jìn)行。熱、冷緊的緊固要適度，要有安全措施。

⑩. 不銹鋼法蘭連接不允許直接埋地。埋地管道的法蘭連接處要有檢查共，加必須埋設(shè)，要采取防腐蝕措施。

不銹鋼異徑管與焊接同心偏心異徑管生產(chǎn)工藝

Sat, 26 Jun 2021 09:09:49 +0800

焊接不銹鋼異徑管的一般要求有以下幾點(diǎn)：

①. 焊制異徑管的圓度不應(yīng)大于各端外徑的1%,且不大于5mm.

②. 同心異徑管兩端中心線應(yīng)重合，其偏心值（a1-a2)/2（符號(hào)見(jiàn)圖2-50)不應(yīng)大于大端外徑的1%,且不應(yīng)大于5mm;偏心異徑管過(guò)渡區(qū)應(yīng)圓滑。

1. 同心異徑管展開(kāi)圖

圖2-51為同心異徑管展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖和俯視圖，將其上、下口分成12等份，使表面組成24個(gè)三角形。

②. 采用直角三角形法求出1-2'線的實(shí)長(zhǎng)。

③. 按照已知三邊作三角形的方法，即可得到同心異徑管的展開(kāi)圖。

2. 不銹鋼異徑管的制作

不銹鋼異徑管分同心和偏心兩種，可用卷焊、摔制、抽條等方法制作。

采用鋼板卷焊時(shí)，先作出樣板，然后將樣板平鋪在鋼板上劃線、下料，并按要求加工坡口，除去毛刺和氧化鐵皮，用滾板機(jī)或壓力機(jī)卷圓，再用1/4圓的弧形樣板檢查內(nèi)圓的弧度。經(jīng)修理達(dá)到要求后施焊。無(wú)機(jī)械卷圓時(shí)，也可用手工卷制，如圖2-52所示。制作時(shí)，先在切割好的鋼板上分區(qū)域劃線條，按區(qū)向內(nèi)敲打彎制，錘擊力量要適當(dāng)，以免用力過(guò)大鋼板產(chǎn)生過(guò)度變形，并隨時(shí)用1/4圓弧形樣板檢查；發(fā)現(xiàn)扭曲不對(duì)口時(shí)，可用工具校正。

當(dāng)管徑較小、采用鋼板卷制有困難時(shí)，異徑管可用鋼管摔制。制作時(shí)，先用烘爐或氧-乙炔焰將管子加熱到800~950℃.摔同心異徑管時(shí)，邊錘擊邊轉(zhuǎn)動(dòng)管子，由大到小，使管面圓弧均勻過(guò)渡，錘面要放平，防止錘擊時(shí)使管壁產(chǎn)生麻面。一遍摔不好時(shí)，可再加熱，直到摔成為止。摔偏心大小頭時(shí)，管下壁不應(yīng)加熱，采用烘爐加熱時(shí)，可用水將管下壁冷卻后再摔管。摔制時(shí)，應(yīng)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，使其過(guò)渡圓滑。

制作異徑管時(shí)，其變徑過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度視管徑不同而異，為減小局部阻力，一般不應(yīng)小于大管外徑。

不銹鋼等徑異徑三通直角斜角及Y型三通生產(chǎn)工藝與技術(shù)方法

Fri, 25 Jun 2021 07:49:16 +0800

浙江至德鋼業(yè)有限公司為您介紹不銹鋼等徑三通、異徑三通、直角三通、斜角三通及Y型不銹鋼三通的生產(chǎn)工藝與技術(shù)方法。

一、焊接三通展開(kāi)圖

1. 等徑直角三通展開(kāi)圖

圖2-45為等徑直角三通展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖和斷面圖，由于兩管直徑相等，其結(jié)合線為兩管邊線交點(diǎn)與軸線交點(diǎn)的連線，可直接畫出。

②. 6等分管Ⅰ斷面半圓周，等分點(diǎn)為1、2、3、4、3、2、1.由等分點(diǎn)引下垂線，得與結(jié)合線1'-4'-1'交點(diǎn)。

③. 畫管Ⅰ展開(kāi)圖。在CD延長(zhǎng)線上取1-1等于管Ⅰ斷面圓周長(zhǎng)度，并12等分。由各等分點(diǎn)向下引垂線，與由結(jié)合線各點(diǎn)向右所引的水平線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線，即得所求管Ⅰ展開(kāi)圖。

④. 畫管Ⅱ展開(kāi)圖。在主視圖正下方畫一長(zhǎng)方形，使其長(zhǎng)度等于圓管斷面周長(zhǎng)，寬等于主視圖AB。在B'B”線上取4-4等于斷面1/2圓周。6等分4-4,等分點(diǎn)為4、3、2、1、2、3、4,由各等分點(diǎn)向左引水平線，與由主視圖結(jié)合線各點(diǎn)向下所引的垂線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線，即為管I開(kāi)孔實(shí)形。A'B'B"A”即為所求管Ⅱ展開(kāi)圖。

⑤. 等徑三通展開(kāi)圖壁厚處理因?yàn)榈葟饺ǖ倪B接不管是正交還是斜交，結(jié)合線的投影都是直線，因此都按外徑放樣，開(kāi)孔的展開(kāi)也按外徑計(jì)算。

2. 異徑直角三通展開(kāi)圖

圖2-46為異徑直角三通展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖、右視圖和支管斷面圖。

②. 求結(jié)合線。6等分主視圖支管斷面半圓周，等分點(diǎn)為1、2、3、4、3、2、1,由等分點(diǎn)引下垂線；6等分右視圖支管斷面半圓周，等分點(diǎn)按主視圖斷面旋轉(zhuǎn)90°,為4、3、2、1、2、3、4,由等分點(diǎn)向下引垂線，得與主管圓周相應(yīng)交點(diǎn)為4'、3'、2'、1'、2'、3'、4'.再由各交點(diǎn)向右引水平線與由主視圖支管斷面圓周等分點(diǎn)向下所引的垂線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成1"-1”曲線，即為所求結(jié)合線。

③. 畫支管展開(kāi)圖。在AB延長(zhǎng)線上截取1-1等于支管斷面圓周長(zhǎng)度，并12等分。由等分點(diǎn)向下引垂線，與由結(jié)合線各點(diǎn)向右所引水平線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成光滑曲線，即得支管展開(kāi)圖。

④. 畫主管展開(kāi)圖。在CD、EF向下的延長(zhǎng)線上作一矩形，使其長(zhǎng)等于主管斷面圓周長(zhǎng)，由中點(diǎn)1'向上和向下對(duì)稱截取與右視圖中12、23、34弧長(zhǎng)相等的線段，得出各點(diǎn)向左引水平線，與由主視圖結(jié)合線各點(diǎn)向下所引垂線相交的交點(diǎn)，將對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成光滑曲線，即得主管開(kāi)孔實(shí)形，D'F'F"D"即為主管展開(kāi)圖。

⑤. 異徑三通壁厚處理。不鏟坡口的異徑三通，支管按內(nèi)徑放樣，主管按內(nèi)徑放樣。如果管壁較厚，支管要求兩面有坡口時(shí)，則按中徑放樣，而主管按外徑放樣，但不管支管按內(nèi)徑或中徑放樣，支管展開(kāi)長(zhǎng)度則按成品管或卷板管來(lái)確定。主管切孔的展開(kāi)長(zhǎng)度按外徑確定。

3. 等徑斜三通展開(kāi)圖

圖2-47為等徑斜三通展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖和斷面圖。

②. 直接畫出等徑斜三通管的結(jié)合線。

③. 6等分支管斷面圓半圓周，由各等分點(diǎn)引與支管中心線平行的直線，交結(jié)合線于1'、2'、3'、4'、5'、6'、7各點(diǎn)。

④. 畫管Ⅰ的展開(kāi)圖。畫一水平線1-1等于斷面圓周長(zhǎng)，并12等分；由各等分點(diǎn)引下垂線1-1'、2-2'、···、1-1',使其等于支管上相應(yīng)的素線長(zhǎng)度；用光滑曲線連接各點(diǎn)，即得管Ⅰ的展開(kāi)圖。

⑤. 畫管Ⅱ開(kāi)孔展開(kāi)圖。在由管Ⅱ右端點(diǎn)所引下垂線上，截取斷面圓半圓周長(zhǎng)并6等分，由各點(diǎn)向左引水平線，與結(jié)合線上各點(diǎn)所引的下垂線相交，將各對(duì)應(yīng)相交點(diǎn)連成曲線，即為管Ⅱ開(kāi)孔實(shí)形。

4. 異徑斜交三通展開(kāi)圖

圖2-48為異徑斜交三通展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖和側(cè)視圖，并求出結(jié)合線。

②. 畫管Ⅰ展開(kāi)圖。在AB延長(zhǎng)線上截取1-1等于斷面圓周展開(kāi)長(zhǎng)度，并12等分，由各點(diǎn)引對(duì)1-1的垂直線，與由結(jié)合線各點(diǎn)所引的與AB平行的直線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線，即為管Ⅰ展開(kāi)圖。

③. 畫管Ⅱ開(kāi)孔展開(kāi)圖。在由點(diǎn)D引的下垂線上截取管Ⅱ斷面半圓周長(zhǎng)度并由中點(diǎn)1'上下截取各點(diǎn)，由各點(diǎn)向左引水平線，與由主視圖點(diǎn)C和結(jié)合線各點(diǎn)所引下垂線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線及直線，即為管Ⅱ展開(kāi)圖的1/2和切孔實(shí)形。

5. 任意角度等徑Y(jié)型三通展開(kāi)圖

圖2-49為任意角度等徑Y(jié)形三通展開(kāi)圖，其作圖步驟如下。

①. 按已知尺寸畫出主視圖和斷面圖。

②. 將斷面圖半圓周分成6等份，等分點(diǎn)為1、2、3、··、7.由各等分點(diǎn)向上引管Ⅱ中心線的平行線，與管I的結(jié)合線交點(diǎn)為1'、2'、3'、4',與管Ⅱ的結(jié)合線交點(diǎn)為4'、5'、6'、7'.

③. 畫管Ⅰ展開(kāi)圖。在AB延長(zhǎng)線上取1-1等于斷面圖圓周展開(kāi)長(zhǎng)度，并12等分，由各等分點(diǎn)向下引垂線，與由結(jié)合線各點(diǎn)向左所引的水平線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線，即得出管Ⅰ展開(kāi)圖。

④. 畫管Ⅱ展開(kāi)圖。在CD延長(zhǎng)線上取7-7等于斷面圖圓周長(zhǎng)，并12等分，由各點(diǎn)引7-7的垂直線，與由結(jié)合線各點(diǎn)所引的與CD平行的直線相交，將各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線，即得出管Ⅱ展開(kāi)圖。

二、不銹鋼三通的制作

各種焊接三通在制作前，先按前述展開(kāi)圖法做出樣板，然后用樣板在主管和支管上劃線切割。在立管上開(kāi)孔時(shí)，位置要準(zhǔn)確，切口的邊緣距管端不得小于100mm;在確定位置劃出十字中心線，樣板上的中心線應(yīng)與所劃十字中心線對(duì)齊，再按樣板劃線切割。為了提高三通的強(qiáng)度，最好按支管的內(nèi)徑開(kāi)孔。圓三通開(kāi)孔可用切割好的支管直接扣在主管上劃出三通孔的切割線，然后由此線向里減去一管壁厚度，即為三通孔的切割線。

組對(duì)三通前，應(yīng)按規(guī)定鏟出坡口，間隙為2~3mm,搭接焊縫應(yīng)使管壁緊靠，其間隙不得大于1.5mm,然后進(jìn)行組對(duì)、焊接，其方法同前。

焊接不銹鋼彎頭生產(chǎn)工藝流程及注意事項(xiàng)

Thu, 24 Jun 2021 08:26:38 +0800

焊接不銹鋼彎頭除應(yīng)滿足焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)符合下列要求：

①. 公稱尺寸大于400mm的不銹鋼彎頭，可增加中節(jié)數(shù)量，但其內(nèi)側(cè)的最小寬度不得小于50mm。

常用焊接彎頭的組成形式如圖2-36所示。彎頭的最少節(jié)數(shù)見(jiàn)表2-10。

②. 焊接不銹鋼彎頭主要尺寸偏差符合下列規(guī)定。

周長(zhǎng)偏差：當(dāng)管子公稱尺寸DN>1000mm時(shí)，不超過(guò)±6mm;公稱尺寸DN≤1000mm時(shí)，不超過(guò)±4mm。

端面與中心線的垂直偏差Δ(見(jiàn)圖2-37)值，不應(yīng)大于管外徑Dw的1%,且不大于3mm。

一、焊接不銹鋼彎頭展開(kāi)圖

1. 馬蹄彎的展開(kāi)圖

馬蹄彎分直角和任意角兩種。其展開(kāi)圖的作圖步驟如下所述。

①. 直角馬蹄彎展開(kāi)圖

圖2-38為直角馬蹄彎的立體圖和投影圖。設(shè)馬蹄彎管的管子外徑為Dw,高為h,其作圖步驟如下。

a. 以管外徑Dw為直徑畫圓。

b. 把半圓周分6等份，其等分點(diǎn)的標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、5、6、7.

c. 把圓管周長(zhǎng)展開(kāi)成12等分的水平線，總長(zhǎng)度為πDw,自左至右依次標(biāo)注各等分點(diǎn)的標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1.

d. 在展開(kāi)的水平線上，由各點(diǎn)作垂直線，同時(shí)由半圓周上各等分點(diǎn)向右引水平線與之相交。

e. 用光滑曲線連接各垂直線與水平線的相應(yīng)交點(diǎn)，即得直角馬蹄彎管展開(kāi)圖，如圖2-39所示。

②. 任意馬蹄彎展開(kāi)圖

圖2-40為任意馬蹄彎的立體圖和投影圖，其展開(kāi)圖的作圖步驟如下。

a. 用已知尺寸畫出立面圖和斷面圖的外形（即實(shí)樣），如圖2-41(a)所示。

b. 按前法將斷面圖中的半個(gè)圓分成6等份，順序標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、5、6、7.

c. 由圓周各等分點(diǎn)向下側(cè)引圓管中心線的平行線，與投影接合線（即圓管斜口投影線）相交，得出交點(diǎn)為1'、2'、3'、4'、5'、6'、7'.

d. 把圓管周長(zhǎng)按12等分展開(kāi)成水平線，如圖2-41(b)所示，自左至右得其相應(yīng)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1.

e. 在展開(kāi)的水平線上，由各等分點(diǎn)作垂直線，并同由投影接合線上各點(diǎn)1'、2'、3、4'、5'、6'、7'引來(lái)的水平線相交。

f. 用光滑曲線連接各垂直線同水平線的相應(yīng)交點(diǎn)，便得任意角度馬蹄彎管的展開(kāi)圖，如圖2-41所示。

2. 蝦殼彎展開(kāi)圖

蝦殼彎由若干個(gè)帶斜截面的直管段構(gòu)成，組成的節(jié)一般為兩個(gè)端節(jié)和若干個(gè)中節(jié)，端節(jié)為中節(jié)的一半，節(jié)數(shù)越多，彎頭越順，對(duì)輸送介質(zhì)的阻力也就越小。

①. 90°單節(jié)蝦殼彎展開(kāi)圖

圖2-42為單節(jié)蝦殼彎立體圖，其展開(kāi)圖的畫法步驟如下。

a. 在圖2-43左側(cè)作∠AOB=90°,并以O(shè)為圓心、彎曲半徑R為半徑，畫出蝦殼彎的中心線（見(jiàn)圖中點(diǎn)畫線）。

b. 90°單節(jié)蝦殼彎由一個(gè)中節(jié)和兩個(gè)端節(jié)組成，因此，端節(jié)的中心角α=90°/4=22.5°;作圖時(shí)先將90°的∠AOB平分成兩個(gè)45°角（∠AOC及∠COB),再將45°的∠COB平分成兩個(gè)22.5°角（∠COD和∠DOB)。

c. 以彎管中心線與OB的交點(diǎn)為圓心，以管子外徑的二分之一長(zhǎng)為半徑畫圓，并6等分半個(gè)圓周。

d. 通過(guò)半圓上的各等分點(diǎn)作垂直于OB的直線，諸垂直線與OB線相交各點(diǎn)的序號(hào)是1、2、3、4、5、6、7,與OD線相交各點(diǎn)的序號(hào)是1'、2'、3'、4'、5'、6'、7'.四邊形11'7'7是個(gè)直角梯形，也是該彎頭的端節(jié)。

e. 在圖2-43中OB延長(zhǎng)線上畫直線EF,在EF上量出管外徑的周長(zhǎng)并12等分之，自左至右等分點(diǎn)的順序標(biāo)號(hào)是1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1.通過(guò)各等分點(diǎn)作垂直線。

f. 以直線EF上的各等分點(diǎn)為基點(diǎn)，分別截取11'、22'、33'、44'、55'、66'、77'線段長(zhǎng)，畫在EF相應(yīng)的垂直線上，將所得的各交點(diǎn)，用光滑的曲線連接起來(lái)，就是端節(jié)展開(kāi)圖。如果在端節(jié)展開(kāi)圖的另外一半，同樣對(duì)稱地截取11'、22'、33'、44'、55'、66'、77'后用光滑曲線連接起來(lái)，即得中節(jié)展開(kāi)圖。

②. 90°兩節(jié)蝦殼彎展開(kāi)圖

兩節(jié)蝦殼彎展開(kāi)圖的畫法如圖2-44所示，其具體步驟如下。

a. 作∠AOB=90°,以O(shè)為圓心，以彎曲半徑R為半徑，畫出蝦殼彎的中心線。

b. 因?yàn)檎麄€(gè)彎管由兩個(gè)中節(jié)和兩個(gè)端節(jié)（相當(dāng)于6個(gè)端節(jié)）組成，因此，端節(jié)的中心角α=90°/6=15°.作圖時(shí)，先將90°的∠AOB 3等分，使每個(gè)角均為30°,再將離直線OB最近的30°角平分，則∠COB為15°.

c. 以彎管中心線與OB的交點(diǎn)為圓心，以管子外徑的二分之一長(zhǎng)為半徑畫半圓 6等分。

d. 通過(guò)半圓上的各等分點(diǎn)，作垂直于OB的直線，交于OB各點(diǎn)的序號(hào)是1、2、34、5、6、7,交于OC各點(diǎn)的序號(hào)是1'、2'、3'、4'、5'、6'、7'.四邊形11'7'7是個(gè)直角梯形，也是該彎頭的端節(jié)。

e. 沿OB延長(zhǎng)線方向畫直線EF,在EF上量出管外徑的周長(zhǎng)并12等分之。自左至右等分點(diǎn)的順序標(biāo)號(hào)是1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1.通過(guò)各等分點(diǎn)作垂直線。

f. 以直線EF上的各等分點(diǎn)為圓心，以11'、22'、33'、44'、55'、66'、77'的線段長(zhǎng)為半徑，左右、上下對(duì)稱地在EF相應(yīng)的諸垂直線上畫出相交點(diǎn)，將所得的交點(diǎn)用光滑的曲線連接起來(lái)，即成兩節(jié)蝦殼彎中節(jié)的展開(kāi)圖。

二、不銹鋼彎頭的制作

不銹鋼焊接彎頭制作前，先按展開(kāi)圖在油氈紙或樣板紙上制作好下料樣板，進(jìn)行下料、組對(duì)、焊接。其制作方法及要求如下。

①. 公稱尺寸小于400mm的不銹鋼焊制彎頭，可用不銹鋼無(wú)縫管或有縫鋼管制作。

②. 下料時(shí)，先在管子上沿管子軸線劃兩條直線，使這兩條直線間弧距等于管子外圓周長(zhǎng)的一半，然后將下料樣板圍在管外面，使下料樣板上的背高線和腹高線分別與管子上的兩條直線重合。

③. 沿下料樣板在管子上劃出切割線。

④. 將下料樣板翻轉(zhuǎn)180°,劃出另一段的切割線，兩段之間應(yīng)留足割口的寬度。用氧-乙炔焰切割時(shí)，可根據(jù)管壁的厚薄留出3~5mm的割口，用鋸割或其他方式切割，應(yīng)留出相應(yīng)切口寬度。

⑤. 用油氈紙做下料樣板時(shí)，計(jì)算管子直徑應(yīng)是管子的外徑加上油氈紙的厚度。

⑥. 當(dāng)用鋼板卷制彎頭時(shí)，制作下料樣板所做成的管子直徑應(yīng)是管子內(nèi)徑加鋼板厚度。

⑦. 焊接不銹鋼彎頭各段在焊接前要開(kāi)坡口，彎管外側(cè)的坡口角度應(yīng)小些，而內(nèi)側(cè)坡口角度應(yīng)大一些。

⑧. 焊接不銹鋼彎頭在組對(duì)時(shí)，應(yīng)將各管節(jié)的中心線對(duì)準(zhǔn)。先定位焊，固定兩側(cè)的兩點(diǎn)，將角度調(diào)整正確后，再定位焊幾處。90°彎頭定位焊時(shí)，應(yīng)將角度放大1°~2,以便焊接收縮后得到準(zhǔn)確的彎曲角度。

⑨. 全部組對(duì)定位焊完畢，角度符合要求后，才可進(jìn)行焊接。

管道系統(tǒng)中常用管件種類有哪些

Wed, 23 Jun 2021 09:52:24 +0800

管件是管道系統(tǒng)中用于直接連接、轉(zhuǎn)彎、分支、變徑以及用作端部等的零部件，包括彎頭、三通、四通、異徑管接頭、管箍、內(nèi)外螺紋接頭、活接頭、快速接頭、螺紋短節(jié)、加強(qiáng)管接頭、管堵、管帽、盲板等，一般不包括閥門、法蘭、緊固件。

①. 焊接鋼管件

焊接鋼管件是管件加工廠用無(wú)縫鋼管或焊接鋼管（大小頭也可用鋼板）經(jīng)下料焊接加工而成的管件。常見(jiàn)的焊接鋼管件有焊接彎頭、焊接彎頭管段、焊接三通和焊接大小頭等。

②. 鍛制管件

利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過(guò)模具對(duì)管件坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的管件。

③. 鑄造管件

將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)管件鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到的有預(yù)定形狀、尺寸和性能的管件。

一、鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件（GB/T 12459-2005)

鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了DN15~DN800mm(NPS1/2~NPS24in)的碳鋼、合金鋼、奧氏體不銹鋼制管件的符號(hào)和代號(hào)、尺寸與公差、材料、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、標(biāo)志、防護(hù)與包裝等要求。

1. 代號(hào)

對(duì)焊無(wú)縫管件的種類和代號(hào)如表1-26所示。

2. 標(biāo)準(zhǔn)尺寸

由于米制單位和英制單位不能做到精確的等同，因此使用者必須分別采用兩種單位制。對(duì)于尺寸為米制單位的管件，其公稱尺寸用DN表示；對(duì)于尺寸為英制單位的管件，其公稱尺寸用NPS表示；兩者之間的關(guān)系如表1-27所示。

二、鋼板制對(duì)焊管件（GB/T 13401-2005)

鋼板制對(duì)焊管件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公稱尺寸DN150~DN1200mm(NPS6~NPS48in)的碳鋼、合金鋼、不銹鋼板制對(duì)焊管件的符號(hào)和代號(hào)、尺寸與公差、材料、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、標(biāo)志、防護(hù)與包裝等要求。

管件可采用鋼板或鋼帶經(jīng)過(guò)冷加工或熱加工成形。根據(jù)公稱尺寸和制造方法的不同，允許在殼體上有一條或兩條及兩條以上縱向焊縫。

1. 管件上焊縫的位置要求

①. 對(duì)彎頭、異徑接頭和三通，當(dāng)DN≤450mm時(shí)，其本體上宜有一條縱焊縫；當(dāng)DN≥500mm時(shí)，其本體上可有兩條或兩條以上的縱焊縫。當(dāng)采用多條焊縫時(shí)，焊縫的位置和焊接要求應(yīng)符合GB150的相關(guān)要求。

②. 管件焊縫位置如圖1-2所示。

③. 管帽可由兩塊對(duì)接的鋼板制成，對(duì)接焊縫距管帽中心線不應(yīng)大于管帽外徑的1/4。

2. 管件的焊接要求

①. 應(yīng)符合GB 150、JB 4708、JB 4709的有關(guān)要求。

②. 管件本體的焊縫應(yīng)為對(duì)接焊縫。焊縫的對(duì)接坡口尺寸應(yīng)符合GB/T 985或GB/T 986標(biāo)準(zhǔn)的要求。

③. 坡口的加工宜采用機(jī)械方法。如用熱切割法，必須去除坡口表面的氧化皮，并將影響焊接質(zhì)量的凸凹不平處打磨平整。

④. 焊縫的對(duì)口錯(cuò)邊量b≤10%s,且不得大于2mm,如圖1-3所示。

三、鍛鋼制承插焊管件（GB/T 14383-1993)

公稱尺寸DN15~DN80mm的鍛鋼制承插焊管件，適用于石油、化工、機(jī)械、電力、紡織、化纖、冶金等行業(yè)管道工程。

1. 標(biāo)記示例

公稱尺寸DN50mm、接管外徑為A系列、壁厚等級(jí)SCH80的等徑三通： ST(S)50-SCH80 GB/T 14383-1993

2. 種類

鍛鋼制承插焊管件品種、類別及代號(hào)如表1-28所示。

四、鍛鋼制螺紋管件（GB/T 14626-1993)

公稱尺寸 DN8~DN100mm的鍛鋼制螺紋管件，適用于石油、化工、機(jī)械、電力、紡織、冶金等行業(yè)管道工程。

螺紋管件按計(jì)算其壓力額定值分為SCH80、SCH160和XXS(XXS為特厚管系列）3個(gè)壁厚等級(jí)。

五、可鍛鑄鐵管件（GB/T 3287-2000)

公稱尺寸DN6~DN150mm 可鍛鑄鐵管件，適用于輸送水、油、空氣、煤氣、蒸汽管路的連接。

管件常用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)介紹

Mon, 21 Jun 2021 16:50:53 +0800

1. 管件

管道系統(tǒng)中用于直接連接、轉(zhuǎn)彎、分支、變徑以及用作端部等的零部件。

包括彎頭、三通、四通、異徑管、管箍、內(nèi)外螺紋接頭、活接頭、快速軟管接頭、螺紋短節(jié)、支管座（臺(tái)）、絲堵（管堵）、管帽、盲板等，不包括閥門、法蘭、緊固件、墊片。

2. 彎頭

使管道轉(zhuǎn)向的管件。

①. 異徑彎頭兩端直徑不同的彎頭。

②. 長(zhǎng)半徑彎頭彎曲半徑等于1.5倍管子公稱尺寸的彎頭。

③. 短半徑彎頭彎曲半徑等于管子公稱尺寸的彎頭。

④. 45°彎頭使管道轉(zhuǎn)向45°的彎頭。

⑤. 90°彎頭使管道轉(zhuǎn)向90°的彎頭。

⑥. 180°彎頭（回彎頭）使管道轉(zhuǎn)向180°的彎頭。

⑦. 無(wú)縫彎頭用無(wú)縫鋼管加工的彎頭。

⑧. 焊接彎頭（有縫彎頭）用鋼板成形焊接而成的彎頭。

⑨. 斜接彎頭（蝦米腰彎頭）由梯形管段焊接的形似蝦米腰的彎頭。

3. 彎管

在常溫或加熱條件下將管子彎制成所需要弧度的管段。

4. 三通

一種可連接三個(gè)不同方向管道的，呈T形、Y形的管件。

①. 等徑三通直徑相同的三通。

②. 異徑三通直徑不同的三通。

5. 四通

一種可連接四個(gè)不同方向管道的、呈十字形的管件。

①. 等徑四通直徑相同的四通。

②. 異徑四通直徑不同的四通。

6. 異徑管（大小頭）

兩端直徑不同的直通管件。

①. 同心異徑管（同心大小頭）中心線重合的異徑管。

②. 偏心異徑管（偏心大小頭）中心線不重合且一側(cè)平直的異徑管。

7. 管箍

用于連接兩根管段的帶有內(nèi)螺紋或承口的管件。

①. 雙頭螺紋管箍兩端均有螺紋的管箍。

②. 單頭螺紋管箍一端有螺紋的管箍。

③. 雙承口管箍兩端均有承口的管箍。

④. 單承口管箍一端有承口的管箍。

⑤. 異徑雙承口管箍兩端均有承口且直徑不同的管箍。

⑥. 異徑螺紋管箍兩端均有內(nèi)螺紋且直徑不同的管箍。

8. 內(nèi)外螺紋接頭（內(nèi)外絲）

用于連接直徑不同的管子，一端為內(nèi)螺紋，一端為外螺紋的管接頭。

9. 活接頭

由幾個(gè)元件組成的，用于連接管段，便于裝拆管道上其他管件和閥門等的管接頭。

10. 軟管接頭

可迅速連接軟管的管接頭。

11. 短節(jié)

帶外螺紋的直通管件。

①. 單頭螺紋短節(jié) 一端帶外螺紋的短節(jié)。

②. 雙頭螺紋短節(jié) 兩端帶外螺紋的短節(jié)。

12. 支管座（臺(tái)）

焊接在主管分支處，起加強(qiáng)作用的管接頭。

①. 螺紋支管座（臺(tái)）用螺紋連接支管的支管座（臺(tái)）。

②. 對(duì)焊支管座（臺(tái)）用對(duì)焊連接支管的支管座（臺(tái)）。

③. 承插焊支管座（臺(tái)）用承插焊連接支管的支管座（臺(tái)）。

④. 彎頭支管座（臺(tái)）焊接在彎頭上的支管座（臺(tái)）。

⑤. 斜接支管座（臺(tái)）與主管45°斜接的支管座（臺(tái)）。

13. 絲堵（管堵）

用于堵塞管子端部的外螺紋管件，有方頭管堵、六角管堵等。

14. 管帽（封頭）

與管子端部焊接或螺紋連接的帽狀管件。

①. 碟形管帽有折邊的球形管帽。

②. 橢圓形管帽呈橢圓形的管帽。

③. 螺紋管帽螺紋連接的管帽。

15. 盲板

插在一對(duì)法蘭中間，將管道隔開(kāi)的圓板。

①. 墊環(huán) 空心的隔板，一般在不隔斷時(shí)使用。

②. 8 字盲板形似8 字的隔板，8 字一半為實(shí)心板，用于隔斷管道；一半為空心，在不隔斷時(shí)使用。

16. 異徑短節(jié)

兩端直徑不同的短節(jié)。

17. 異徑雙承口管箍

兩端均有承口且直徑不同的管箍。

18. 異徑螺紋管箍

兩端均有內(nèi)螺紋且直徑不同的管箍。

法蘭、墊片、密封件標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)

Sat, 19 Jun 2021 18:22:37 +0800

不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不銹鋼法蘭、密封墊片及緊固螺栓三個(gè)元件組成的一個(gè)密封組件，起著連接管子、泵、閥門、壓力容器及各種承壓設(shè)備的重要作用，它是機(jī)械、石油、化工、石化、水利、電力、輕工、紡織、船舶、制藥及核工業(yè)等部門管道系統(tǒng)和裝置中應(yīng)用最廣泛的一種管道連接件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油化工領(lǐng)域，僅一個(gè)大型煉油廠所使用的法蘭密封接頭總數(shù)就達(dá)到20萬(wàn)個(gè)以上。

法蘭密封接頭的密封失效主要表現(xiàn)為泄漏。在各行業(yè)的管道系統(tǒng)和裝置中，因法蘭密封接頭密封失效，輕則造成能源、原材料的浪費(fèi)，重則導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢、停工停產(chǎn)、人員傷亡和嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，現(xiàn)代石油、化工等工業(yè)對(duì)管道裝置的密封提出了非常嚴(yán)格的要求。

法蘭密封接頭中的主要零件為法蘭及墊片，它們通常以一個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)件出現(xiàn)。目前，法蘭及墊片都已標(biāo)準(zhǔn)化。

一、法蘭

法蘭術(shù)語(yǔ)見(jiàn)表2-1。

表2-1 法蘭術(shù)語(yǔ)
序號(hào)	術(shù) 語(yǔ)	定義
1	法蘭	墊片連接總成的基礎(chǔ)部件，帶有堅(jiān)固的向心伸出凸緣，目的是把兩件或多件過(guò)程裝置連接起來(lái)
2	平面法蘭	整個(gè)耦合面為平面或全平面的法蘭
3	凸面法蘭	法蘭的接合面凸出了一部分，該法蘭是以它的邊緣連接部分發(fā)生接觸，而它的表面不在螺栓圓周處與其他部件接觸。正規(guī)情況下，墊片的遮蓋部分伸出到螺栓的內(nèi)側(cè)。
4	凹凸面法蘭	又稱插口法蘭（也即所謂的陰陽(yáng)面法蘭），它夾持半封閉的墊片。陰法蘭的深度等于或略大于陽(yáng)法蘭的高度，以避免墊片被壓縮時(shí)兩片法蘭發(fā)生直接接觸的可能性。
5	榫槽面法蘭	法蘭密封面采用榫槽配合，可將墊片封閉起來(lái)。槽面深度等于或略大于榫面高度。通常密封墊片與法蘭凸榫同寬。這種法蘭結(jié)構(gòu) 對(duì)墊片施加的密封壓力很高。
6	環(huán)連接面法蘭	該類型為環(huán)形接頭法蘭（也稱為AP1環(huán)）。兩片法蘭上都加工有溝槽，它所裝的密封墊片一般用硬金屬制造。

二、墊片

墊片術(shù)語(yǔ)見(jiàn)表2-2。

表 2-2 墊片術(shù)語(yǔ)
序號(hào)	術(shù) 語(yǔ)	定義
1	墊片	置于配合面間幾何形狀符合要求的薄斷面密封件
	a. 非金屬墊片	由非金屬材料制成的墊片
	b. 金屬墊片	由金屬材料制成的墊片
2	復(fù)合墊片	兩種以上材料按需要復(fù)合而成的墊片
	a. 石棉橡膠墊片	由石棉橡膠板制成的墊片
	b. 金屬包覆墊片	由金屬薄板包覆非金屬材料而成的墊片
	c. 聚四氟乙烯包覆墊片	表面有聚四氟乙烯包覆層的墊片
	d. 柔性石墨包覆墊片	金屬包覆墊外面再包覆柔性石墨的墊片
	e. 纏繞墊片	成型的金屬帶與非金屬同軸線同平面交替螺旋纏繞而成的墊片
	f. 纏繞-金屬包覆組合墊片	以有筋條的金屬包覆墊為基體，在外圓周上再纏繞成纏繞墊的組合墊片，用于多層換熱器
	g. 骨架式柔性石墨墊片	柔性石墨和骨架按特定工藝復(fù)合而成的墊片
	h. 包覆金屬環(huán)的橡膠墊片	內(nèi)周邊包覆金屬環(huán)的石棉橡膠墊片
	i. 金屬增強(qiáng)墊片	金屬起增強(qiáng)作用的墊片
	j. 編織墊片	密封材料編織而成的墊片

三、密封結(jié)構(gòu)術(shù)語(yǔ)

1. 法蘭連接密封

法蘭連接密封件置于兩法蘭的配合面間，靠擰緊螺栓壓緊密封件的密封結(jié)構(gòu)。

2. 突面或平面法蘭密封

法蘭配合面為突面或平面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。

3. 凹凸面法蘭密封

法蘭配合面為凹凸面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-2所示。

4. 榫槽面法蘭密封

法蘭配合面為榫槽面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-3所示。

5. 八角環(huán)密封

螺栓法蘭連接，八角環(huán)靠螺栓的力預(yù)緊，并受介質(zhì)壓力的作用而自緊的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示。

6. 橢圓環(huán)密封

螺栓法蘭連接，橢圓環(huán)靠螺栓的力預(yù)緊，并受介質(zhì)壓力的作用而自緊的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-5所示。

7. 透鏡環(huán)密封

高壓（適用壓力為32MPa)管道連接處用透鏡墊做密封件的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-6所示。

四、墊片（靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)

墊片（靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)見(jiàn)表2-3。

表2-3 墊片（靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)
序號(hào)	術(shù) 語(yǔ)	定義
1	預(yù)緊密封比壓（y)	安裝時(shí)，預(yù)緊螺栓達(dá)到密封狀態(tài)墊片所承受的壓應(yīng)力
2	操作密封比壓	操作時(shí)，介質(zhì)壓力抵消了螺栓載荷作用于墊片上的部分應(yīng)力后，還能保持密封的墊片上的壓應(yīng)力。它是墊片系數(shù)與介質(zhì)壓力的乘積
3	墊片系數(shù)（m)	操作密封比壓與被密封介質(zhì)壓力之比
4	螺栓操作載荷	操作時(shí)，保持密封使螺栓受的載荷。它是介質(zhì)壓力載荷與保持密封所需墊片壓緊力之和。
5	螺栓預(yù)緊載荷	安裝時(shí)，螺栓為壓緊墊片使之密封而承受的載荷。此時(shí)墊片上的壓應(yīng)力必須達(dá)到墊片的預(yù)緊密封比壓
6	自緊載荷	介質(zhì)壓力產(chǎn)生的自緊力
7	回彈力	密封作為抵抗外力作用而產(chǎn)生的恢復(fù)原形的力
8	墊片幾何寬度	墊片外直徑與內(nèi)直徑之差的一半
9	墊片接觸寬度	與法蘭配合面可能接觸的寬度，它隨配合面的形狀不同而不同
10	墊片基本密封寬度	根據(jù)墊片接觸寬度計(jì)算的用于確定墊片有效密封寬度的墊片寬度
11	墊片有效密封寬度	考慮到法蘭偏轉(zhuǎn)的影響，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)墊片基本密封寬度按均方根計(jì)算的墊片寬度

五、墊片材料性能術(shù)語(yǔ)

墊片材料性能術(shù)語(yǔ)見(jiàn)表2-4。

表2-4 墊片材料性能術(shù)語(yǔ)
序號(hào)	術(shù) 語(yǔ)	定義
1	壓縮率	加載時(shí)，材料的厚度壓縮量與初始厚度之比
2	彈性	固體物質(zhì)在應(yīng)力作用下產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)力消失后即恢復(fù)原狀的性能
3	回彈率	固體物質(zhì)卸載時(shí)的回彈量與加載時(shí)的壓縮量之比
4	應(yīng)力松弛	應(yīng)變不變而應(yīng)力衰減的一種過(guò)渡應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)
5	應(yīng)力松弛率	應(yīng)力松弛狀態(tài)下應(yīng)力衰減的百分?jǐn)?shù)

不對(duì)等厚度對(duì)不銹鋼彎頭應(yīng)力分布影響的有限元研究

Mon, 14 Jun 2021 17:28:33 +0800

不銹鋼彎頭不僅能改變不銹鋼管線的方向，還可以提高管路柔性，緩解管道振動(dòng)和約束力，并對(duì)熱膨脹起補(bǔ)償作用，因此不銹鋼彎頭是受壓管道中很重要的部件。管線的最人應(yīng)力一般發(fā)生在彎頭處，所以彎頭是管線的薄弱環(huán)節(jié)。目前對(duì)彎頭的受力分析大都近似將其看成是受內(nèi)壓的壓力容器來(lái)考慮，并且不考慮其壁厚的變化，但是不銹鋼彎頭壁厚的不等厚性是客觀存在的，它必將改變彎頭應(yīng)力的分布。本文通過(guò)有限元分析的方法研究壁厚改變對(duì)彎頭應(yīng)力分布的影響。

一、成形工藝對(duì)不銹鋼彎頭壁厚減薄量的影響

不銹鋼彎頭的加工工藝根據(jù)彎曲時(shí)是否加熱分為熱推和冷彎兩種。熱推法是將切割完的管坯裝入芯模，用專用推制機(jī)進(jìn)行連續(xù)加熱、擴(kuò)徑，最后彎曲成形。冷彎成形時(shí)，管子的一半臥于彎管機(jī)的槽內(nèi)，另一半被帶槽的小滾輪壓住，管子受推力使盤狀彎模從動(dòng)旋轉(zhuǎn)而將管子推制成形。

對(duì)于化工管道中的不銹鋼彎頭，一般允許的彎頭減薄量要求控制在巧%以內(nèi)。從上面兩表可以看出，熱推工藝加工的彎頭基本可以保證合格，而冷彎的彎頭壁厚改變量則較不穩(wěn)定。熱加工工藝的壁厚減薄員明顯低于冷加工工藝。

就熱推的彎頭來(lái)講，41點(diǎn)也就是熱推的末端內(nèi)彎處的增厚星是最大的，這是由熱推的工藝決定的。熱加工工藝彎頭壁厚改變規(guī)律是:從21點(diǎn)至41點(diǎn)壁厚逐漸增厚，且同一截面內(nèi)彎處的壁厚改變量大于外拱處的壁厚改變最。對(duì)于冷彎的不銹鋼彎頭，它的壁厚最大處發(fā)生在1點(diǎn)，即45°內(nèi)彎處，而兩端的壁厚值近似對(duì)稱分布，這也是符合冷彎成型規(guī)律的。它在同一截面處同樣是內(nèi)彎處的壁厚增加最大于外拱處的減薄量。

二、不銹鋼彎頭應(yīng)力的有限元分析

按不銹鋼彎頭最大減薄星分別為5%,15%,25%,30%建立模型，與均勻壁厚模型的應(yīng)力分布情況進(jìn)行比較，考慮彎頭減薄對(duì)彎頭受力的影響。

1. 有限元模型的建立

不銹鋼彎頭模型采取一端加直段封頭另一端加約束的模式，管材選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(20#鋼)，管件內(nèi)壓載荷取4 MPa，只考慮彎頭在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力狀況。由不銹鋼彎頭結(jié)構(gòu)本身的對(duì)稱性和所受載荷的對(duì)稱性，選取通過(guò)彎管軸線和內(nèi)外拱線的縱向截面的1/2結(jié)構(gòu)為計(jì)算模型，選用solid45單元進(jìn)行計(jì)算。共建立8個(gè)模型，如表所示。

2. 網(wǎng)格劃分

通常在應(yīng)力比較大或應(yīng)力變化比較大的區(qū)域，有限元網(wǎng)格應(yīng)比較密。通過(guò)分析可知，不銹鋼彎頭內(nèi)彎側(cè)應(yīng)力比較大，而直管與封頭連接處由于形狀不連續(xù)，所以這兩處網(wǎng)格劃分較密。本文采用ANSYS程序進(jìn)行有限元計(jì)算，網(wǎng)格劃分如圖所示。

3. 模型的邊界條件和載荷

由于只考慮內(nèi)壓載荷的作用，根據(jù)結(jié)構(gòu)及載荷的對(duì)稱性，在彎頭對(duì)稱面處加以對(duì)稱的位移約束，而在管子右端施加一個(gè)等效壓力載荷。此拉應(yīng)力相當(dāng)于在內(nèi)壓作用下封頭對(duì)連接管產(chǎn)生的軸向平均拉應(yīng)力。

4. 計(jì)算結(jié)果及分析

本文采用Tresca當(dāng)T，Y應(yīng)力來(lái)表示不銹鋼彎頭的應(yīng)力分布狀況。當(dāng)最應(yīng)力的最大值一般位于物體的表面，所以本文只給出彎頭內(nèi)表面應(yīng)力分布結(jié)果。

由于均勻壁厚的不銹鋼彎頭應(yīng)力分布規(guī)律是一致的，所以本文只給出5#管的應(yīng)力分布圖，如圖3所示?？梢钥闯?，均勻壁厚彎頭的最大應(yīng)力點(diǎn)發(fā)生在內(nèi)彎處，應(yīng)力數(shù)值由內(nèi)弧側(cè)到外弧側(cè)逐漸減小，且沿彎曲半徑方向變化不大。

對(duì)于不等厚彎頭，外拱處的減薄員對(duì)其應(yīng)力分布的影響是很明顯的，圖分別示意了外拱減薄量為5%,15%,25%,30%情況下彎頭的應(yīng)力分布。不等厚彎頭的橫截面是橢圓形截而，由圖4-7可以看出不等厚彎頭橫截而上彎頭弧段各角度橫截面上的應(yīng)力分布是不同的。隨著壁厚減薄量的不斷增加，最大應(yīng)力位置由內(nèi)彎處逐漸向外拱處轉(zhuǎn)移。

三、結(jié)論

1. 實(shí)際不銹鋼彎頭的減薄規(guī)律符合工藝性能。

2. 熱推不銹鋼彎頭減薄情況好于冷彎彎頭。

3. 等厚彎頭的最大應(yīng)力點(diǎn)在內(nèi)弧45°截面處，且應(yīng)力分布符合內(nèi)弧側(cè)到外弧側(cè)逐漸減小的規(guī)律。

4. 不等厚彎頭隨著壁厚減薄員的增加，最大應(yīng)力點(diǎn)向外弧處轉(zhuǎn)移。這也說(shuō)明了實(shí)際生產(chǎn)中，彎頭的破壞有時(shí)會(huì)發(fā)生在外弧側(cè)的原因。

5. 通過(guò)上面的模型分析，可以看出在不銹鋼彎頭減薄最小于15%時(shí)，應(yīng)力最大值依然是在內(nèi)彎處，這也可以驗(yàn)證化工設(shè)備中要求彎頭減薄最小于15%是合理的。