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浅谈压力容器标准处理方式及建议

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[摘要]标准HG/T21516-2014《回转盖板式平焊法兰人孔》不完善怎样选用才合理,怎样选用和计算HG/T21514~21531-2014《钢制人孔和手孔》的紧固件长度;设备法兰的材料、型式选用以及设备法兰标准的一些商榷之处。

[关键词]用紧固件;设备法兰;设备法兰的液压试验问题

在压力容器的设计和制造中,经常会碰到选用的标准不完善的情况以及标准之间相互冲突情况,给实际制造带来很多麻烦,下面列举一些实际情况和具体解决的方法,与同行探讨一下。在压力容器的制造中,经常会使用人孔和手孔,设计图纸一般引用的人孔和手孔标准为文献2,下面举几个例子讨论一下:例1,HG/T21516-2014《回转盖板式平焊法兰人孔》中,材料类别及代号一栏中(见表1):从上表中可以看出,Q345R材料的加入使人孔的压力应用范围增大了不少,在遇到设计压力0.55~0.6PMa,设计温度为50~250℃的一般压力容器的时候,选用材料类别Ⅱ(材料Q245R)人孔的时候,法兰和法兰盖最高允许工作压力满足不了设计要求,如果不选用Q345R材料,只能选择更高压力级别的人孔,如同样是DN500人孔,改为选用HG/T21517-2014,10公斤级别的RF型人孔,重量比6kg的增加了162-118=44kg,整个设备的制造成本又增加了不少,在制造企业竞争激烈的今天,在满足设计要求的情况下,尽量节约产品制造成本,才能保持长久发展。例2:实际制造中按文献2中选用的紧固件很多长度都偏长,根据文献3附录A管法兰连接用紧固件的长度计算方法:螺栓长度计算公式:L=2(C+ΔC)+m(取m1)+Z+ΔL+T(PN≤16的平面和突面法兰);螺柱长度计算公式:L=2(C+ΔC)+2m(取M2)+2Z+ΔL+T(适用所有的突面法兰);L-螺栓或螺柱长度,单位毫米mm;C-法兰厚度,单位毫米mm;见表3;ΔC-法兰厚度偏差,单位毫米mm;见表3;m-螺母最大厚度,与螺栓配合时取m1,与螺柱配合时取m2,单位毫米mm,见表4;z-紧固件倒角长度,单位毫米mm,见表4;ΔL-螺栓和螺柱的长度偏差,单位毫米mm,见表5;T-垫片厚度,一般取3mm;通过以上比较,螺栓的实际长度10kg级别与计算相同,16Kg有1个实际长度与计算长度相同,其他都比计算长度大5mm;螺柱的实际长度10kg和16kg实际长度都比计算长度大5mm,PN16,DN600实际上实际长度比计算长度大10mm;如果可以长5mm的话,再比较HG/T21518-2014回转盖带颈对焊法兰人孔,40kg突面(RF型)螺栓和螺柱长度如表7,长度为毫米。通过以上比较,可以得出如下结论:40kg突面(RF型)的长度有的符合计算长度,有的偏长5mm,长度并不是按一定的选取要求确定紧固件长度,其他密封面的人孔,手孔紧固件长度选择也存在上面的情况;同样的道理,文献4和文献5的紧固件也有相同的问题存在,其实这些问题都能够按标准要求进行统一,在实际制造中,碰到选用HG/T21516-2014回转盖板式平焊法兰人孔的情况,都是具体问题具体解决,通过选用Q345R人孔法兰和法兰盖的来满足设计条件;选用人孔的紧固件长度都按计算长度选用。

还有,选用设备法兰的时候,标准由JB/T4700~4707-2000更改为NB/T47020~47027-2012,法兰的制造要求有了变动,我认为有些根本的东西没有变化,有些东西还需要变化,以便能对设计人员提供更大的帮助,主要包括以下几个方面:(1)法兰的材质:设备法兰的材质只有碳钢、低合金钢几种,以及这几种材料在相应压力级别和使用温度下的最大允许工作压力,设备法兰的材质没有高合金钢材料,对涉及到的高合金钢材料的法兰都需要重新计算,我认为应该对法兰的材质进行分类,对碳钢、低合金钢、高合金钢的材料(包括钢板和锻件)在相应压力等级和温度下的最大允许工作压力进行分类,这样的分类规定,能提高设计人员的设计速度和选用合理的设计依据。(2)设备法兰的使用环境:设备法兰的标准中只有甲型、乙型、长颈法兰3种,以及3种法兰的使用压力等级和使用温度,对适用介质的情况没有详细说明,按我们的理解,没有说明不适用,就可以选用,比如对易燃、易爆的介质,在压力不高的情况下(比如设计压力低于1.2MPa,材质16MnⅡ)就可以选用甲型平焊法兰,《固容规》也只是规定对易燃、易爆的介质,管法兰选用带颈对焊法兰,并没有提出设备法兰是否满足此项要求,我们在实际设计的时候,为了安全起见,对易燃、易爆的介质选用的设备都是长颈法兰,我认为设备兰标准对介质的使用情况应该补充完全,不能引起误解。(3)设备法兰的液压试验问题:甲型、乙型、长颈法兰的设备法兰。

相应压力级别和温度对于不同的材质有不同的最大允许工作压力值,但是对压力试验值的要求没有提出,按标准只能这样理解:对选用的设备法兰液压试验压力值不得超出材质在试验温度下的最大允许工作压力值,由于设备法兰的最高允许工作压力在6.4MPa左右,如果液压试验压力不超过6.4MPa,则选用设备法兰的最高设计压力不能超过6.4/1.25=5.12MPa,这样的话,设备法兰标准中不同材料的最大允许工作压力值在设计压力超过5.12MPa的情况下就没有实际作用了。我认为设备法兰应该提出:在设备液压试验的时候,液压试验压力值不大于法兰在常温下最高允许工作压力1.5(或者1.4,1.3)倍,这样能保证设备的设计压力可以等于法兰在设计温度下的最高允许工作压力,扩大了法兰的适用范围,而且不会存在疑问。设备法兰的压力等级分为0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.4MPa几种,我认为至少应该增加10.0这个压力等级的设备法兰,这样的话,跟管法兰标准就能一一对应了,同时也能扩大设备法兰压力范围。以上是我关于设备法兰的一些看法,不当之处,还请同行和专家指正。另外,在设计的时候,也要注意不断出现的新的标准的实行情况,以便设计的时候能完全满足最新标准的要求,我也经常发现有些新标准的颁布只是对原来的标准进行改动,而没有完全更改为引用的相关的最新标准,或者是引用的相关标准号是按最新的标准,但是有些相关标准的细节内容没有及时更新和引用,所以在标准更新换代的今天,标准的主编者不是只是更新一个标准那么简单,而是要花时间研究学习其他标准,同时更改自己主编的标准,这样才能在自己主编的标准发布后,减少甚至杜绝自相矛盾的问题出现,如《制冷装置用压力容器》2010年8月发布,12月实行,就引用了文献1,而文献1,2012年3月1日才发布,显然也是不合理的。智者千虑,必有一失,标准颁布后,还需要各位同行的监督和对不合理情况反馈、交流,只有经过不断的改进,才能更加合理,成为真正的标准,各位同行也只有不断努力,经常交流,才能不断的提高。

参考文献

[1]寿比南,等.GB/T150.1~150.4-2011《压力容器》.2012.

[2]禹欣,等.HG/T21514~21531-2014《钢制人孔和手孔》.2014.

[3]李俊英,等.GB/T9125-2010《管法兰连接用紧固件》.2011.

[4]邓国峰,等.HG/T21594~21604-2014《衬不锈钢人孔和手孔》.2014.

[5]蔡暖姝,等.HG/T20592~20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》.2009.

[6]姚佐权,等.NBT47020~47027-2012《压力容器法兰、垫片、紧固件》.2012.

作者:杨凯 单位:江苏广信东腾环保装备有限公司技术部

浅谈压力容器标准处理方式及建议责任编辑:张雨    阅读:人次