?1.甲型平焊法蘭直接與容器的筒體或封頭焊接,法蘭在上緊和工作時(shí)均會(huì)作用給容器器壁一定的附加彎矩。法蘭自身剛度小,所以其適用范圍也較小。
??????? 2.乙型平焊法蘭比甲型平焊法蘭增加了一個(gè)厚度一般大于筒體壁厚的短節(jié),這樣既可增加整個(gè)法蘭的剛度又可使容器器壁避免承受附加彎矩。
??????? 3.長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭是用根部增厚的頸取代了乙型法蘭的短節(jié),從而更有效地增大了法蘭的整體剛度。由于去掉了乙型法蘭與短節(jié)的焊縫,所以也消除了可能發(fā)生的焊接變形及可能存在的焊接殘余應(yīng)力。
??????? 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備法蘭是在規(guī)定設(shè)計(jì)溫度為200℃,材料為16MnR或16Mn鍛件,根據(jù)不同形式的法蘭,規(guī)定了墊片的型式、材質(zhì)、尺寸和螺柱材料的基礎(chǔ)上,按照不同直徑和不同壓力,通過(guò)多種方案的比較計(jì)算和尺寸圓整得到的。由于標(biāo)準(zhǔn)法蘭是以16MnR或16Mn鍛件來(lái)制定的,所以,如果法蘭材料強(qiáng)度低于16MnR或使用溫度高于200℃,則其最大允許工作壓力低于公稱(chēng)壓力;反之,若法蘭材料強(qiáng)度高于16MnR或使用溫度低于200℃,則其最大允許工作壓力便高于公稱(chēng)壓力。法蘭的最大允許工作壓力與公稱(chēng)壓力孰高孰低,完全取決于法蘭材料和使用溫度。
??????? 在法蘭連接中,法蘭與殼體是焊在一起的,安裝時(shí),法蘭與螺柱的溫度相同,而操作時(shí),法蘭隨殼體溫度有所升高,一般法蘭的溫升值往往大于螺柱的溫升值,于是法蘭沿其厚度方向的熱變形(即法蘭增厚值)將大于螺柱的熱伸長(zhǎng)量。由于法蘭盤(pán)在沿其厚度方向的剛度遠(yuǎn)大于螺柱,所以在容器操作時(shí),可以認(rèn)為螺柱根本限制不了法蘭的增厚,反過(guò)來(lái)倒是法蘭強(qiáng)迫螺柱在其熱伸長(zhǎng)之外,還要產(chǎn)生一定量的彈性變形。螺柱上所受到的附加軸向拉力的大小除與材料的彈性模量(E)、泊松比(ν)值有關(guān)外,還取決于螺柱與法蘭工作時(shí)的溫差以及螺柱桿的粗細(xì)。螺柱的最危險(xiǎn)截面在車(chē)螺紋處,采用A型螺柱其危險(xiǎn)截面上的附加熱應(yīng)力要比B型螺柱的附加熱應(yīng)力大,所以在使用溫度較高時(shí),優(yōu)先選用B型螺柱。
??? 1.設(shè)計(jì)整體法蘭時(shí),如果強(qiáng)度不能滿(mǎn)足要求,可試著做以下調(diào)整:首先檢驗(yàn)墊片尺寸和螺栓、螺栓孔中心圓直徑是否盡可能的小,以最大限度的降低作用于法蘭的彎矩;在此條件滿(mǎn)足的前提下,若是軸向應(yīng)力不能滿(mǎn)足要求,則可增加錐頸厚度和錐頸高度;若是徑向應(yīng)力或環(huán)向應(yīng)力不能滿(mǎn)足要求,則可增加法蘭盤(pán)厚度。
??????? 2.鞍座處筒體的周向壓應(yīng)力隨鞍座包角θ和鞍座寬度以及筒體壁厚等的增加而減小。當(dāng)周向壓應(yīng)力不滿(mǎn)足校核條件時(shí),一般不考慮增加筒體壁厚,而首先考慮在鞍座和筒體之間增設(shè)鞍座墊板以對(duì)筒體進(jìn)行局部加強(qiáng),這可有效降低周向壓應(yīng)力。若加墊板不能滿(mǎn)足要求,可適當(dāng)增大鞍座包角θ或鞍座寬度,或二者同時(shí)增加;若上述措施仍不能滿(mǎn)足要求時(shí),可考慮在鞍座面上增設(shè)加強(qiáng)圈。對(duì)需要進(jìn)行整體熱處理的臥式容器,最好增設(shè)鞍座墊板,且應(yīng)在熱處理前焊好,以防熱處理時(shí)鞍座處被壓癟。
??????? 3.管板應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力后,可以通過(guò)以下途徑進(jìn)行調(diào)整:1)增加管板厚度??梢源蟠筇岣吖馨宓目箯澖孛婺A浚苡行Ы档凸馨鍛?yīng)力。增加管板厚度還能使管板的抗彎剛度增大,管板的撓曲變形相對(duì)減小。為滿(mǎn)足一定量的總變形協(xié)調(diào)量,殼體和管束相應(yīng)的變形量增加,從而使作用于管板周邊的橫剪力和彎矩增大,引起管板應(yīng)力升高。2)降低殼體軸向剛度。3)膨脹節(jié)的設(shè)置。
??????? 固定管板換熱器中,換熱管軸向力校核不合格時(shí),可調(diào)整折流板間距,縮短受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度。若拉脫力不合格,可改變換熱管與管板的連接結(jié)構(gòu)調(diào)整。上述措施無(wú)效的時(shí)候則需考慮設(shè)置膨脹節(jié)。
??????? 浮頭式換熱器在外壓工況下,球冠形封頭裝入法蘭的深度L對(duì)法蘭計(jì)算厚度影響很大,增加L會(huì)使法蘭減薄,但在內(nèi)壓工況下恰恰相反,所以應(yīng)謹(jǐn)慎調(diào)整L值,一般取L=δ+2。(δ為球冠形封頭厚度)
??????? 4.周邊簡(jiǎn)支圓平板。在工程設(shè)計(jì)中重視的是最大撓度和最大正應(yīng)力,撓度反映板的剛度,應(yīng)力則反映強(qiáng)度。最大撓度和應(yīng)力與圓板的材料、半徑、厚度有關(guān)。若構(gòu)成板的材料和載荷已定,則減小半徑或增加厚度都可減小撓度和降低最大正應(yīng)力。當(dāng)圓板的幾何尺寸和載荷已定,則選用E(彈性模量)、μ(泊松比)較大的材料可減小最大撓度值。然而最大應(yīng)力只與(3+μ)成正比,與E無(wú)關(guān),而μ的數(shù)值變化范圍小,故改變材料并不能獲得有利的應(yīng)力狀態(tài)。
??? 1.焊后熱處理的目的和種類(lèi)
??????? 焊后熱處理的主要目的是降低焊接殘余應(yīng)力,改善焊接接頭的組織和性能。焊后若能立即進(jìn)行熱處理,還有利于釋放焊縫金屬中的氫,防止焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋。焊后熱處理根據(jù)熱處理溫度不同可分為:低于下轉(zhuǎn)變溫度的熱處理(即是我們最常說(shuō)的焊后消除應(yīng)力熱處理);高于上轉(zhuǎn)變溫度的熱處理(如正火);現(xiàn)在高于上轉(zhuǎn)變溫度,繼之在低于下轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行的熱處理(正火或淬火后繼之以回火);上下轉(zhuǎn)變溫度之間的熱處理。奧氏體不銹鋼必須進(jìn)行熱處理且有抗晶間腐蝕要求時(shí),可進(jìn)行固溶處理或穩(wěn)定化處理,否則一般不作焊后熱處理。
??????? 1)對(duì)于碳素鋼和低合金鋼,最常用的是低于下轉(zhuǎn)變溫度的熱處理,即熱處理的加熱溫度低于材料的下轉(zhuǎn)變溫度Ac1,相當(dāng)于去應(yīng)力退火。主要目的是降低殘余應(yīng)力,穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸。由于熱處理溫度與材料的高溫回火溫度相當(dāng),對(duì)于有淬硬傾向的材料,此類(lèi)熱處理還能消除焊接接頭中的淬硬組織,降低峰值硬度,改善焊接接頭的塑性和韌性。此類(lèi)熱處理降低殘余應(yīng)力的機(jī)理是:隨著溫度的升高,材料的屈服強(qiáng)度將降低,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的保溫,可使焊接接頭中較高的殘余應(yīng)力通過(guò)塑性變形降低至保溫溫度下材料或焊縫金屬屈服強(qiáng)度的水平,如果在高溫下停留時(shí)間較長(zhǎng),還會(huì)因蠕變變形所產(chǎn)生的應(yīng)力松弛使殘余應(yīng)力進(jìn)一步降低。