承受外载管道法兰安全防护.pdfVIP

郑茂鼎 承受外载管道法兰的安全防护 承受外载管道法兰的安全防护 郑茂鼎 中国寰球工程公司 北京 100012 摘要 从管道设计方面研讨受外载法兰安全防护的要点、法兰选用、外载限制、减载措施及柔性计算要求等 有关问题。 关键词 当量压力 压力裕量 热／冷位移 柔性计算 法兰外载 剧烈外载 管系法兰的安全 问题 ，美 国法兰标准 中有提 P。之和，就是法兰的设计压力。此时，设计压力 示： “高温和低温条件下，使用法兰要避免在管道 应大于 1．1Pw。按法兰的设计压力、温度核算相应 或设备连接处因受外力和力矩而引起泄漏的危险。 的公称压力 PN，应高于该管道等级按最严重条件 还提出当大于200~C条件使用 CL150 (150psi级) 确定的法兰 PN。 法兰可能产生泄漏，除非注意避免剧烈的外载和 (2)如果是选用标准法兰，法兰的PN应符合 温度变动。对于400cC以上使用其它压力级的法兰 该管道等级按最严重条件确定的法兰PN。一般情 时，也应考虑 同样问题。”¨ 况，管道的设计压力是工作压力的1．1倍，特殊情 高温法兰在初运行 中发生泄漏时，有的进行 况按管道规范确定。 降压，把紧螺栓、再升压，可以恢复正常运行。 对于有热／冷位移的管道，法兰承受外载等于 如后来不再泄漏，可能是安装问题。本文重点讨 当量压力P ，有时需要提升法兰的PN。 论法兰承受外载有关的设计问题。在温度没有变 3 法兰的压力裕量 动的情况下，主要应避免剧烈的外载。而外载的 大小，与管道布置、支架设置、管径及柔性计算 在法兰标准 中，PN／CL对应的压力与温度额 密切相关，如何避免剧烈外载，这是法兰防泄漏 定值是许用的压力与温度。可按式 (2)、 (3)计 的要点。 算压力裕量。 1 法兰的当量压力P。的计算 P=1．1P (2) 根据 ((ASME锅炉及压力容器规范》第 1II部 P．=PaL—P (3) 分P 的计算公式： 式中，P为管道设计压力；P 为管道工作压力； P=订G+笺订 、(1) P 为法兰压力裕量 ；P札为法兰许用压力。 选用法兰的PN，有提档和套档，在压力额定 式中 ，P 为法兰的当量压力；M为附加弯矩 ；F 值中，含有压力裕量P。 为附加轴 向力 (受压时可不计)；G为垫片有效 有热／冷位移的管道，法兰公称压力PN不低 直径 。 于20bar，且应避免压力裕量过低。法兰承受外载， 有热／冷位移 的管道 (本文指设计温度 一 需要适量的压力裕量，以防法兰产生泄漏。 30~C及 100~C的范围)，法兰承受外载可换算为 4 验算法兰的压力裕量 当量压力Pe，式 (1)中，用于低温管道应计人轴 向力。关于垫片的有效直径 ，可按所示文献要求 对于有热／冷位移的管道，在选用法兰的PN 计算。 时，建议及时用式 (3)计算Pr值，并按表 1举例 汇总有关数据及结果，供后续设计工作使用。 2 法兰设计与选用