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商品详细描述
(不锈钢法兰该办什么证.柱塞阀生产许可证去什么地方办) |
式中: t – 承受内压的计算壁厚,mm
T – 满足内压,机械加工,腐蚀的最小厚度,mm
D – 管外径,mm
P – 设计压力,MPa
S – 在设计温度下材料的许用应力,MPa
C – 裕量,mm
详见ASME B31.3标准。
第2节 管件
管件是用来改变管路方向、改变管径大小、进行管路分支、局部加强、实现特殊作用的管道元件,它的应用历史并不长,在我国,则是从八十年代开始才得到广泛应用的。在此之前,管路的拐弯和变径,多是在施工现场利用火焰加热,然后给予加力或敲打而实现的。其弊病很多,如因管子壁厚减薄而致使拐弯处和变径处成为整个管路的薄弱环节;现场偎制劳动强度大,效率低等等。而管路的分支则是在管子上开孔连接,此处有时虽然进行补强,但其焊缝一般为角焊缝,焊缝质量不易控制,无法进行内部无损探伤(如RT、UT),因此,该处往往也成为管路的薄弱环节。采用管件后,较好地解决了上述问题。因此,现在的压力管路已大量采用各种各样的管件,其投资约占整个管路投资的1/5。石油化工生产装置中常用的管件有弯头,三通、异径管(大小头)、管帽、加强管嘴、异径短管、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、喷头、管箍等等。
一.管件连接型式
由于管件的连接方法不同,其连接结构也不同,一般有对焊连接,螺纹连接,
承插焊连接,法兰连接等。
二.常用管件
1.对焊连接管件
此种管件主要用在等于或大于
对焊管件规格采用公称直径及管子表号表示,管件壁厚一般与连接管子壁厚相同。
目前国内共有七个对焊管件标准,其中有两个国家标准,两个中石化标准,两个化工部标准,一个石油行业标准。这些标准除在管件外径尺寸系列稍有差别外,其结构尺寸基本上均与ASME B16.9及B16.28相同。
2. 承插焊管件
承插焊管件采用模锻毛坯机械加工制成,管子插入管件承口用角焊缝连接,施工方便,连接可靠。通常用于小于或等于1-1/
目前我国有三个承插焊管件标准,其中国家标准,中石化标准,化工部标准各一个,这几个标准均等效采用美国国家标准ASME B16.11。
(1) GB/T 14383-93 <<锻钢制承插焊管件>>
公称直径范围: DN=15~80mm
管子外径系列: A,B两个系列
使用管子表号: Sch80,Sch160
(2) SH 3410-96 <<锻钢制承插焊管件>>
公称直径范围: DN=15~
使用管子表号: Sch80,Sch160,XXS
(3) HGJ 10-80 <<锻钢制承插焊管件>>
公称直径范围: DN=15~
使用管子表号: Sch80,Sch160,Sch80S
压力等级:3000,
(4) ASME B16.11 <<锻钢承插焊和螺纹管件>>
公称直径范围: 1/
压力等级: 2000,3000,6000,
压力等级与壁厚表号对应关系如下:
压力等级(Lb) 壁厚表号
3000 Sch80
6000 Sch160
9000 XXS
3. 螺纹管件
螺纹管件可用锻钢,可锻铸铁,铸铁等材料制造,管件的螺纹多为锥管螺纹。
目前螺纹管件只有一个国家标准,GB/T 14626-93 <<锻钢制螺纹管件>>,此标准系参照ASME B16.11 <<锻钢承插焊和螺纹管件>>编制而成。公称直径范围:DN 8 ~
压力等级与壁厚表号对应关系如下:
压力等级(Lb) 壁厚表号
2000 Sch80
3000 Sch160
6000 XXS
在标准中规定管件的螺纹可采用60°或55°锥管螺纹,设计选用时指定。采用螺纹管件时应注意以下几点:
(1) 螺纹连接的内外螺纹应采用锥管螺纹。当采用圆锥外螺纹与圆柱内螺纹配合时,其设计温度不应超过
(2) 剧毒介质管道不得采用螺纹管件。
(3) 对于水,低压蒸汽,空气系统管道,为了提高螺纹连接的密封性,可以使用密封剂或密封带。
(4) 对于工艺介质及介质渗透性较强或对泄漏率控制要求较严的管道,可以采用密封焊。对于可能发生应力腐蚀或由于振动,压力脉动及温度变化等可能产生交变荷载的部位,不宜采用螺纹连接。
第3节 法兰
法兰是管件的一种,主要用于管子与管件,阀门,设备的连接。法兰的种类虽多,但均可以法兰与管子的连接方式,法兰密封面的型式,以及压力温度等级进行分类。
不同连接方式的法兰,可有相同或不同的密封面型式; 同一连接方式的法兰亦可有相同或不同的密封面型式;各种类型的法兰又有不同的压力温度等级。
一.法兰与管子的连接方式
法兰与管子的连接方式分为:对焊,平焊,螺纹,承插焊和活套法兰。
1. 对焊法兰: 对焊法兰与管子对接焊接,施工费比较便宜。对焊法兰与其它法兰不同之处在于法兰与管子焊接处有一长而倾斜的高颈。此段高颈的厚度通过此高颈逐渐过渡到管壁厚度,于是降低了应力的不连续性,因而增强了法兰的强度。对焊法兰适用于要求比较苛刻的场合,如,由于管道热膨胀或其它荷载而使法兰处受的应力较大或应力变化反复的场合,压力温度波动较大和高温,高压及
2. 平焊法兰: 平焊法兰系将管子插入法兰内孔中进行焊接,具有容易对中,价格便宜等特点。按内压力计算,平焊法兰的强度约为相应的对焊法兰的2/3;平焊法兰的疲劳寿命约仅为对焊法兰的1/3。另外,由于在法兰面附近焊接容易损伤密封面和引起法兰面变形。因此,平焊法兰只适用于压力温度较低,不太重要的管道上,在石油化工企业中大多用于公用工程管道。
3. 承插焊法兰: 承插焊法兰与平焊法兰相似,只是将管子插入法兰的承插孔中进行焊接,因法兰和管子间存在间隙,容易产生腐蚀。一般用于小口径管道(DN40及以下)。
4. 活套法兰: 活套法兰是将法兰松套在翻边短节上,法兰密封面加工在翻边短节上。其特点是法兰可旋转,易于对准螺栓孔,便于安装,另外,法兰本体不与介质接触,法兰与翻边短节可分别采用不同材料。这种法兰适用于腐蚀性介质的管道上,可以节省不锈钢,有色金属等耐腐蚀材料。但此种法兰使用压力等级≤5.0Mpa。
二.法兰密封面
法兰密封面有全平面(FF),凸台面(RF),凹凸面(MF),榫槽面(TG)及环槽面(RJ)。
1.全平面法兰主要用于铸铁设备管嘴的对应法兰,因为铸铁有很大的耐压能力,但耐拉,弯的能力弱;为了使紧固时弯曲力矩小,垫片宽度应与法兰面一致,以防法兰破损。因此,铸铁法兰的配对法兰,即使用钢制,也必须用全平面法兰。
2.凸台面法兰应用最广泛。在一般操作条件下均能使用。但在高温高压条件下,使用效果可能不令人满意。
3.凹凸面法兰其特点是垫片嵌在凹槽中,减少了垫片被吹出的可能性。但不能保证垫片不被挤入管内。
4. 榫槽面法兰具有凹凸面法兰相似的优点,又优于凹凸面法兰,其垫片在凹槽内受两侧金属的限制,可免于变形而挤入管道中。垫片不与管内介质直接接触,较少遭受介质的侵蚀或腐蚀。通常适用于高温高压工况。
法兰型式和密封面选择与介质,操作工况有密切关系,一般由管道材料等级规定确定。
三.目前国内常用管法兰标准如下:
目前,国际上管法兰标准概括起来有两大体系,即欧洲法兰体系和美州法兰体系。欧洲法兰体系以德国DIN管法兰标准为代表,美州法兰体系以美国ASME管法兰标准为代表。
1.国外标准
(1) 德国及前苏联管法兰标准
1) 德国管法兰标准的公称压力等级共有0.1,0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.4,10.0,16.0,25.0,32.0及30.0MPa共十三种等级,公称直径范围为DN6 ~ DN
2) 前苏联与1980年发布的管法兰标准的公称压力有0.1,0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.4,10.0,16.0及20.0MPa十一个等级,公称直径10 ~
前苏联管法兰标准,除20Mpa一个压力等级外,对于公称压力16Mpa及以下各压力等级管法兰连接尺寸与德国法兰可以互换。实际上前苏联法兰标准属于欧洲体系。
(2) 美国法兰标准
美国ASME B16.5 <<钢制管法兰及法兰管件>>是一套完整的,系列性较强的管法兰及法兰管件国家标准。公称压力为150,300,400,600,900,1500及
(3) 英国和法国管法兰标准
在英,法两国也是两套法兰标准并存。一套标准以德国法兰体系为主,法兰公称压力,结构及连接尺寸与德国法兰标准相同,属于欧洲法兰体系。另一套以美国ANSI B16.5法兰标准为主,法兰公称压力,结构及连接尺寸与美国法兰标准相同,属于美洲体系。
(4) ISO管法兰标准ISO7005-1<<钢法兰>>
ISO(国际标准化组织)1992年4月提出的ISO7005-1<<钢法兰>>,是目前世界上最新的钢制管法兰国际标准。该标准同时包括了以美国法兰为代表的美洲法兰系列和以德国法兰为代表的欧洲法兰系列。它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。在标准中,管法兰公称压力共有两个系列:
第一系列: PN1.0,1.6,2.0,5.0,11.0,15.0,26.0,42.0MPa;
第二系列: PN0.25,0.6,2.5,4.0Mpa;
第一系列为基本系列,第二系列为限制使用系列。在ISO钢法兰标准中的两个公称压力系列,公称压力0.25,0.6,1.0,1.6,2.5及4.0MPa等六个等级的法兰尺寸属于欧洲法兰体系。公称压力为2.0,5.0,11.0,15.0,26.0及42.0Mpa的六个等级的法兰尺寸则属于美洲法兰体系,两个体系的法兰连接尺寸不能互换。
需要说明的是,美洲法兰体系中PN10.0及25.0两个压力等级,与欧洲法兰体系中的PN10.0及25.0两个压力等级相同,容易发生混淆,因此,在ISO7005-1<<钢法兰>>正式标准中已将美洲法兰系列中的PN10.0及25.0两个压力等级分别改为PN11.0及PN26.0MPa,但PN11.0MPa仍相当于PN10.0(
2. 我国钢制管法兰标准体系
(1)钢制管法兰国家标准
1) GB 9112~9123-88《钢制管法兰》国家标准是参照ISO/DIS7005-Ⅰ—1984 《钢法兰》编制而成。其公称直径范围、法兰结构及密封面型式等与ISO标准基本相同。标准的构成形式为一种法兰型式、一种密封面型式和一个压力等级构成一个标准,其有165个法兰尺寸标准。标准中有两个公称压力系列:
0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0MPa;
2.0,5.0,10.0,15.0,25.0,42.0MPa。
公称直径范围因公称压力不同而异:
PN=0.25MPa,DNmax=
PN=42.0MPa,DNmax=
法兰结构型式:有整体、螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环松套带颈、板式、对焊环松套板式、平焊环松套板式、板式翻边松套、法兰盖等。
机械科学研究院根据机械工业科学发展规划(编号95400816)要求,于1998年对该标准进行了修订。此次修订的原则是,根据该标准使用经验,参照最新国际标准ISO 7005/1—1992《金属法兰 第一部分 钢法兰》,对原标准做了较大修改,将标准定为推荐性标准,重要修改内容为:
a. 修改后的标准为一种法兰型式、一种密封面形式和所有压力等级构成一个标准,这样修改后将原来的165个法兰尺寸标准压缩到29个,使标准更加标准化、系列化、而且有利于标准的使用和管理。
b. 对原标准中的两个公称压力等级按ISO 7005/1—
c. 对原标准中的某些尺寸,如法兰厚度、螺栓规格和螺栓孔直径等尺寸按ISO 7005/1—1992做了适当修改。
d. 参照ISO 7005/1—1992将GB 9124—88《钢制管法兰对焊端部》和GB 9131—88《钢制管法兰 压力温度等级》两个标准的内容纳入GB/T 9125《钢制管法兰 技术条件》的附录中。
e. 参照ISO 7005/1—1992扩大了整体、对焊、螺纹等法兰的使用范围,如扩充尺寸系列,扩大压力等级范围、增加新的密封面形式等。
法兰压力——温度等级的确定原则依然为:PN0.25~4.0MPa(德国法兰体系)法兰的压力——温度等级值,是将我国法兰材料与ISO 7005/1中的材料,通过性能对比后取ISO 7005/1相应材料组的压力——温度等级值;PN2.0~42.0MPa(美国法兰体系)法兰的压力——温度等级值,是按ANSI B16.5中提出的法兰——温度等级值确定方法,利用我国的材料性能数据计算求得。所不同的是,由原来列在正文中改为列在提示性附录中(GB/T 9125附录B),目的是仅供设计、使用者参考,设计人员要根据法兰实际使用工况确定法兰的压力——温度等级值;增加了标准的使用要求,明确了标准的适用范围。如PN0.25~4.0MPa法兰的压力——温度等级值,仅适用于DN≤
修订后的《钢制管法兰》的标准号为GB/T 9112~9125。目前(1998年10月),标准编制单位正将征求意见稿发到有部部门广泛征求意见。
2) GB/T 13402-92《大直径碳钢管法兰》基本上是等效采用ASME B16.47-B《大直径碳钢法兰》。公称压力PN为2.0、 5.0、6.3、15MPa。
公称直径范围DN为650~
法兰结构有对焊式和整体式两种,密封面为凸面。
(2) 中国石油化工总公司标准SH 3406-96《石油化工钢制管法兰》
SH 3406是根据石油化工生产的特点,参照美国国家标准ASME B16.5《钢制管法兰及法兰管件》及美国石油协会标准ASME B16.47《大直径碳钢法兰》B系列编制而成。标准属于美州体系。
公称压力范围PN=1.0,2.0,5.0,6.8,10.0,15.0,25.0,42.0MPa。
公称直径范围DN=15~
DN≤
DN≥
密封面型式,DN≤
平面等五种。DN≥
(3) 化工部标准HG 20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》。
1) 其中HG 20592~20605属于欧洲体系
公称压力范围:0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,25.0MPa等10个压力等级。
公称直径范围:10~
法兰型式有板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种。
密封面型式有突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。
2) 其中HG 20615~20626属于美州体系
对于DN≤
公称压力范围为2.0,5.0,11.0,15.0,26.0和42.0MPa。
公称直径范围为15~1500mm。
法兰型式有带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等5种法兰。
密封面型式有突面、凹凸面、槽榫面、环连接面、全平面等5种型式。
(4) 机械行业标准JB/T 74~90-94《管路法兰及垫片》
此标准属于欧洲标准体系,公称压力范围为0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,20.0MPa等10个压力等级。公称直径范围为15~
法兰型式有整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种法兰。
密封面型式有凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面等4种型式。
第4节 垫片
管道法兰连接由法兰,垫片及紧固件三部分组成,连接的可靠性取决于这三者的合理设计和匹配,从法兰设计计算观点出发,应将连接法兰的紧固件和起密封作用的垫片联系在一起进行整体考虑。传统的法兰设计方法是,法兰尺寸的确定是以垫片特性,即以垫片予紧比压 “Y”和垫片系数“M”值为基础的。因此,在确定法兰结构和尺寸时,一定要同时考虑垫片的结构和尺寸。
螺栓—法兰—垫片连接是一个组合密封结构,垫片的密封主要是借助螺栓的预紧载荷通过法兰压紧垫片,使垫片发生弹性变形,使其填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙,减少垫片本身的毛细孔截面,增加介质流动阻力,减少介质泄漏。
我国现行设计规范<<钢制压力容器>>中所采用的法兰设计方法,仍然是沿用美国机械工程师协会ASME规范的设计方法,在该设计方法中,采用垫片预紧比压“Y”及垫片系数“M”来表示垫片特性。认为只要保证法兰连接预紧时的单位压紧力大于“Y”值,而在操作时垫片上的残余单位压紧力大于“M”倍的介质压力即可保证密封。
“Y”的定义是,形成初始密封时,垫片所必需的压紧比压,即Y=Wo/A,式中;Wo为螺栓预紧载荷,A为垫片的受压面积,Y为垫片的压紧比压,单位为MPa.“M”的定义是,发生临界泄漏时,垫片的残余压紧比压与介质压力之比,即M=Y’/P,式中;Y’为临界状态时垫片残余压紧比压,P为临界状态时介质的压力,M为垫片系数。
一.垫片种类
常用法兰垫片的种类有三种:非金属垫片,半金属垫片及金属垫片。
1. 非金属垫片
非金属垫片亦称软质垫片,其中包括石棉橡胶板垫片,聚四氟乙烯包覆垫片,柔性石墨垫片,橡胶垫片,膨胀聚四氟乙烯垫片等。
(1) 石棉橡胶板垫片
目前,国内最常用的非金属垫片是石棉垫片,在美国,很多标准中都将石棉列人致癌物质而禁用,但石棉以其弹性好、强度高、耐高温、耐油性好、易获得等优点,由于石棉纤维有较好的韧性和较高的机械强度,具有优良的绝热性能,并能在450~
(2) 聚四氟乙烯包覆垫片
聚四氟乙烯包覆垫片是在非金属软质垫片外部包覆一层
2. 半金属垫片
半金属垫片由金属材料和非金属材料组合而成。
常用的半金属垫片有缠绕式垫片,金属包覆垫片及齿形组合垫等。
(1) 缠绕式垫片
缠绕式垫片是最常用的半金属垫片,垫片的主体是由横断面为V型或M型金属带填充不同的非金属带螺旋缠绕而成,为加强垫片主体和准确定位,在垫片主体内外装有金属制内环和外环,常用的金属带为0.15~
crl8Ni9、0Crl8Ni9Ti、0Crl7Nil2Mo2材料,但目前20#己不多用;由于1Crl3的抗腐蚀性不理想,又容易使法兰表面生锈,故也不多采用。用的比较多的是奥氏体不锈钢钢带。常用的非金属缠绕带有石棉带和石墨带,石棉带常容易粘连法兰密封面,同时因为前面提到的石棉列人致癌物质名单的原因,所以现在石棉带已经很少
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