玻璃鋼法蘭在安裝預(yù)緊螺栓時,在法蘭根部有時出現(xiàn)裂紋和分層的問題。根據(jù)有關(guān)人員理論計算、實踐經(jīng)驗和現(xiàn)場法蘭預(yù)緊力矩的檢測,對玻璃鋼法蘭出現(xiàn)問題的原因做了分析,安裝玻璃鋼法蘭的預(yù)緊力矩過大是出現(xiàn)問題的根本原因,以DN2200玻璃鋼法蘭具體分析如下:
一、 DN2200玻璃鋼法蘭螺栓扭矩的計算
1、 計算條件
⑴計算壓力P 0.6MPa
⑵計算直徑D 2200mm
⑶法蘭外徑DZ 2550mm
⑷墊片接觸圓直徑Dd 2285mm
⑸墊片寬度bd 85mm
⑹螺栓孔直徑d 56mm
⑺螺栓直徑M 48mm
⑻螺栓孔中心距Dt 2440mm
⑼玻璃鋼法蘭厚度T 190mm
2、 法蘭螺栓扭矩的計算
⑴達到初始密封條件的預(yù)緊狀態(tài)
① 預(yù)變形密封力FDV FDV=π×Dd×KO×KDV=1220352N
其中KO×KDV =2bd=170N/mm
② 螺栓扭矩計算 螺栓力FSB≥FDV=1220352N 螺栓扭矩M= FDV/52×0.2×d=225.3N.m =22.97Kg.m
⑵操作和壓力實驗狀態(tài)
①內(nèi)壓引起的管子力存在的工況
A 內(nèi)壓引起的管子縱向力FRP=P×π/4×D2=0.9×π/4×22002=3.42×106N
B 環(huán)形面上的力 FFP= P×π/4×(Dd2-D2) =0.9×π/4×(22852-22002)=0.269×106N
C 內(nèi)壓力FP=FRP+ FFP=3.688×106N
D 密封力FDB FDB= P×π×Dd×KB×SD=0.549×106N 其中KB=0.5bD=42.5mm, SD取2
E 螺栓扭矩的計算 螺栓力FSB≥FP+FDB=4.237×106N 螺栓扭矩 M=FDB/52×0.2×d=782.215N.m =79.7Kg.m
②內(nèi)壓引起的管子力不存在的工況
A 環(huán)形面上的力 FFP= P×π/4×(Dd2-D2) =0.9×π/4×(22852-22002)=0.269×106N
B 內(nèi)壓力FP= FFP=0.269×106N
C 密封力FDB= P×π×Dd×KB×SD=0.549×106N 其中KB=0.5bD=42.5mm, SD取2
D螺栓力FSB≥FP+FDB=0.549×106N 螺栓扭矩 M=FDB/52×0.2×d=101.35N.m = 10.332Kg.m
總上所述,在玻璃鋼法蘭的使用工況條件的基礎(chǔ)上,取最為苛刻的工況條件(包括盲板打壓、地基沉降造成的應(yīng)力),玻璃鋼法蘭的預(yù)緊力矩不能超過79.7Kg.m ,取48 Kg.m較為合適(參照相應(yīng)資料),對出現(xiàn)裂紋的法蘭的預(yù)緊力矩采用測力扳手進行檢測,發(fā)現(xiàn)法蘭的預(yù)緊力矩值為120 Kg.m,顯然是由于預(yù)緊力矩過大的緣故。因此施工單位安裝法蘭時的螺栓預(yù)緊力矩,采納玻璃鋼廠家的方法和建議方可避免玻璃鋼法蘭根部裂紋的問題。
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