静置常压焊接热塑性塑料储罐（槽）

法兰及其连接的设计
        7.1符号及缩写
        A1——考虑了比强度作用影响的换算系数，见附录G
        A2k——考虑了介质影响的换算系数，见附录G
        a ——焊缝厚度，mm
        b ——双倍法兰盘有效宽度，mm
        bD ——垫圈宽度，mm
        C1 ——焊接工艺常数
        C ——腐蚀裕度，mm
        dD ——垫片的平均直径，mm
        dK ——螺栓丝底径，mm
        dL ——螺栓孔直径，mm
        d’L——减小的螺栓孔径，mm
        da ——法兰的外径，mm
        di ——法兰管的内径，mm
        dt ——法兰螺栓孔中心直径，mm
        d１ ——松套法兰内径，单位mm。
        d２ ——法兰与松套法兰环接触环面的平均直径，mm
        d３ ——d1+2×法兰倒角半径，mm，见图15
        f1 ——焊接坡口深度，mm
        hD ——垫片厚度，mm
        hF ——法兰厚度，mm
        K ——设计温度及使用寿命条件下的蠕变强度，MPa，见附录G
        K’ ——试验条件下（温度及时间）的蠕变强度，Mpa
        KD ——垫片材料的变形阻力，Mpa
        KF1 ——压紧垫环材料（金属）的许用屈服应力，MPa
        KＳchr ——螺栓材料的许用屈服应力，Mpa
        kＯ ——垫片在安装条件下的特征值，mm
        k１——垫片在使用条件下的特征值，mm
        Ｌa——法兰脖高度，mm
        l ——螺栓受力的杠杆臂，mm
        n ——螺栓数量。
        PDV ——安装受力，N
        PF1 ——表面压力，Mpa
        PSB ——使用条件下的螺栓受力，N
        P’SB ——试验压力下的螺栓受力，N
        PSO ——安装条件下的螺栓受力，N
        P ——操作压力，0.1Mpa
        P’ ——试验压力，0.1Mpa
        S ——安全系数，见第3章
        SM ——金属在使用条件下的安全系数
        S’M ——金属在测试及安装条件下的安全系数
        t ——罐体的壁厚，mm
        v ——阻尼系数。
        W1,W2,W3——法兰的抗弯模量，mm3
        y1,y2——作用于O形圈的受力臂，mm
        α——倒角，°
        7.2 设计要求
              7.2.1总则图25～图28为各种法兰示意图。

图25模塑整体平面法兰	图26 模塑整体管法兰
图27 镶焊平面法兰	图28 镶焊管法兰

所有法兰设计时，均应采用整体垫片或O形垫圈，见图29～图34。

图29 带整体垫片的平面法兰	图30 带O形垫圈的平面法兰
图31带整体垫片的管法兰	图32带O形垫圈的管法兰
图33 平面法兰及压紧金属垫环	图34 平面法兰及压紧金属垫环

              7.2.2设计原理
              为保证密封均匀螺栓数量应尽可能多些，螺栓数量不应少于四个，塑料法兰上的螺栓间隔不应超过5dL且不大于80mm。
              压力小时，法兰计算厚度会很薄，为避免法兰因螺栓受力而变形，法兰厚度应不小于10mm。
储罐侧壁法兰低于液面高度时，应采用压紧垫环（如玻璃钢或钢制），见图33及图34。
              1：在选择垫片材料时，应考虑材料的耐热性及耐化学腐蚀性，宜使用软质垫片。
              7.2.3法兰连接尺寸
              法兰连接尺寸符合HG 20593标准，如有特殊要求在设计图中注明。
        7.3 螺栓性能指标的计算
              7.3.1总则
        钢制螺栓丝底径应取按公式（54）或（55）算出的大值。
a)使用条件下：　　　　　　………………………………………（54）
b)安装条件下：　　　　　      ………………………………………（55）
式中：
Z ——1.75；
C ——3mm。
公式（54）和（55）中没有考虑热膨胀等效应。
              7.3.2使用整体垫片时螺栓受力的计算
                  7.3.2.1使用条件
                  螺栓在使用条件下的受力应按公式（56）计算。
 …………………………………（56）
                  7.3.2.2安装条件
螺栓在安装条件下的受力应按公式（57）计算。
                 PSO=Pdv=π×dD×ko×Kd…………………………………（57）
如果Pso大于PSB，那么Pso将依据公式（58）计算。
………………………………（58）
垫片参数k1及k0×KD见表8。
              7.3.3使用O型垫圈时螺栓受力的计算
                  7.3.3.1带O型垫圈的法兰
在使用条件下带O型垫圈法兰上的螺栓受力见图35，应按公式（59）计算。
………………………………………（59）

图35 带O型垫圈法兰

                  7.3.3.2带O型垫圈的管法兰
在使用条件下，带O型垫圈的管法兰上的螺栓受力见图36，应按公式（60）计算。
…………………………………（60）

图36 带O型垫圈的管法兰

用于液体、气体及蒸汽的垫片参数

        7.4法兰厚度计算
              7.4.1总则
计算热塑性塑料法兰厚度的总则见第3章。
法兰的设计由所要求的、大的法兰抗弯模量所决定。
使用条件下法兰抗弯模量应按公式（61）计算。
………………………………… （61）
测试条件下法兰抗弯模量应按公式（62）计算。
………………………………………（62）
安装条件下W3不受影响， K、K’、A1、A2K 及S见附录G。

            7.4.2带整体垫处或O型垫圈的模塑整体平面法兰及镶焊
平面法兰使用及测试条件下，螺栓受力臂，见图37至图38，应按公式（63）计算。
…………………………………………（63）
安装条件下的螺栓受力臂为零。

图37 模塑整体平面法兰（垫片未显示）	图38 镶焊平面法兰 （垫片未显示）

法兰厚度应按公式（64）计算。
…………………………………（64）
式中：
W ——取W1和W2的较大值；
C、C1 ——对于模塑整体平面法兰：C=0.9; C1=2；
对于镶焊平面法兰：C=1.1; C1=3。
             7.4.3带整体垫片或O型垫圈的模塑整体管法兰及镶焊管法兰
使用及测试条件下，螺栓受力臂，见图39及图40，应按公式（65）计算。
……………………………………………（65）
安装条件下的螺栓受力臂为零。

图39模塑整体管法兰（垫片未显示）	图40 镶焊管法兰 （垫片未显示）

法兰高度应按公式（66）计算。
………………………………………（66）式中：
W——取W1和W2的较大值。
C、C1 ——对于模塑整体管法兰：C=0.9； C1=2；
对于镶焊管法兰：C=1.1； C1=3。
锁紧环与管法兰之间的表面压力应按公式（67）及（68）进行计算及估定。
………………………………………（67）
……………………………………（68）

        7.5金属垫环的计算
法兰的设计由所要求法兰抗弯模量的大值W1、W2和 W3决定，见图41。
使用条件下, 法兰抗弯模量W1应按公式（69）计算。
………………………………………（69）
测试条件下, 法兰抗弯模量W2应按公式（70）计算。
……………………………………（70）

图41 金属垫环

安装条件下, 法兰抗弯模量W3应按公式（71）计算。
………………………………………（71）
如Pso大于PSB，公式（69）中的PSB值可由PSO替代，则不再需要公式（71）。
KF1、SM及S’M值见附录F。
使用条件、测试条件及安装条件下螺栓受力臂，应按公式（72）计算。
…………………………………………………（72）
法兰厚度应依据公式（73）计算。
……………………………………………（73）
式中：
W ——取W1、W2和W3中的大值，并且b = da – d1–2d’L；
d’L ————依据公式（74）计算。
d’L=VdL ………………………………………………… （74）
在此V值根据图42所示的曲线确定。

图42螺栓孔的递减直径。