1. 設計條(tiao)件
選擇法蘭連接用緊固(gu)件材料時,應同時考慮管道操作壓力、操作溫度、介質種類和墊片類型等因素。墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣,直接對緊固件材料強度提出了要求。例如,采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質管道的法蘭連接,盡管管道的操作壓力和溫度都不高,但因為使纏繞式墊片形成初始密封時所需要的比壓力較大,從而要求緊固件的承受載荷也大,因此,在這種情況下就要求緊固件采用高強度合金鋼材料。
2. 螺(luo)栓/螺(luo)母形式的選擇
六角頭螺栓宜用于PN≤2.0MPa的法蘭連接。PN>2.0MPa或高溫條件下應采用全螺紋螺柱或等長雙頭螺柱。屈服強度不超過235MPa的低強度緊固件,僅使用于PN≤2.0MPa非金屬墊片的法蘭連接,不得應用于劇烈循環操作工況,碳鋼低強度緊固件使用溫度范圍為-20~200℃。經變形硬化的奧氏體不銹鋼緊固件用于非軟質墊片法蘭連接時,應驗算緊固件承載能力是否符合連接要求,且使用溫度不得超過500℃。
①. 六(liu)角頭(tou)螺(luo)栓(單頭(tou)螺(luo)栓)xagonal headt):常(chang)與平焊法蘭和非金(jin)屬墊(dian)片配(pei)(pei)合(he)用(yong)(yong)于(yu)操作(zuo)較緩和的(de)工況下。常(chang)配(pei)(pei)H=0.8D8D螺(luo)母(mu),六(liu)角頭(tou)螺(luo)栓常(chang)用(yong)(yong)材料是BL3或者是Q235B;石化工業中(zhong)一般用(yong)(yong)于(yu)壓(ya)力(li)溫度較低的(de)冷卻水、空氣等公用(yong)(yong)工程管道上。
②. 螺(luo)柱(雙頭螺(luo)栓)(studbolt):沒有(you)頭部(bu)的,僅有(you)兩端均(jun)外帶螺(luo)紋的一(yi)類(lei)緊(jin)固件(jian)。常與對(dui)焊法蘭配合使用在操作(zuo)條件(jian)比較苛刻的工(gong)況下。
③. 螺柱的通絲(si)型雙(shuang)(shuang)頭螺栓(shuan)上沒有截面形狀(zhuang)的變化,故(gu)其承載能力強(qiang)。而非通絲(si)型雙(shuang)(shuang)頭螺栓(shuan)則相對(dui)承載能力較弱。
④. 螺(luo)(luo)柱(zhu)適用(yong)(yong)于所有公稱壓力等級的管法蘭(lan),以(yi)往規(gui)定(ding)PN≤2.5MPa的法蘭(lan)可配(pei)六角頭螺(luo)(luo)栓(shuan)亦可配(pei)螺(luo)(luo)柱(zhu),而PN≥4.0MPa的法蘭(lan)只配(pei)螺(luo)(luo)柱(zhu)。SH/T 3059《石(shi)油化工(gong)管道設計器(qi)材選(xuan)用(yong)(yong)通則》規(gui)定(ding)除PN<5.0MPa,采用(yong)(yong)軟(ruan)質墊片(pian)的法蘭(lan)連(lian)接(jie)可選(xuan)用(yong)(yong)六角頭螺(luo)(luo)栓(shuan)外,其他法蘭(lan)連(lian)接(jie)均應(ying)選(xuan)用(yong)(yong)全螺(luo)(luo)紋螺(luo)(luo)柱(zhu)。ASME B16.5也有類(lei)似規(gui)定(ding),PN≥400400psi法蘭(lan)連(lian)接(jie)均采用(yong)(yong)螺(luo)(luo)柱(zhu)。
⑤. 由于同樣直(zhi)徑螺栓的保(bao)證載荷與最(zui)小拉(la)力載荷,細(xi)牙(ya)螺紋(wen)(wen)均比(bi)粗(cu)(cu)牙(ya)螺紋(wen)(wen)要大,中國石(shi)化(hua)集團公司標(biao)準規(gui)定M≥36mm一律用(yong)螺距(ju)為(wei)3mm的細(xi)牙(ya)M≥36m螺紋(wen)(wen)。原化(hua)工部標(biao)準規(gui)定螺紋(wen)(wen)直(zhi)徑M10~27時,采用(yong)粗(cu)(cu)牙(ya)螺紋(wen)(wen);M30~45時采用(yong)細(xi)牙(ya)螺紋(wen)(wen)。
⑥. 螺(luo)母材料常根據與其配合的螺栓材料確定,這些組合在一般的標準中都有規定。一般情況下,螺母材料應稍低于螺栓材料,并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。
①. 螺(luo)(luo)(luo)(luo)柱(zhu)應(ying)(ying)為通絲,并帶有兩個螺(luo)(luo)(luo)(luo)母(mu),螺(luo)(luo)(luo)(luo)母(mu)應(ying)(ying)選用Ⅱ型(xing)(m=1d)六(liu)角螺(luo)(luo)(luo)(luo)母(mu)。六(liu)角頭螺(luo)(luo)(luo)(luo)栓應(ying)(ying)配用I型(xing)((m=0.8d)78d)六(liu)角螺(luo)(luo)(luo)(luo)母(mu)。
②. 商品級(ji)(ji)六角螺栓,其產(chan)品公差等(deng)級(ji)(ji)采用A級(ji)(ji)和(he)B級(ji)(ji),性能等(deng)級(ji)(ji)為(wei)8.8級(ji)(ji),僅用于PN≤1.6MPa,配用非金(jin)屬軟墊片及非易燃、易爆和(he)危害程度(du)不(bu)高的場合。其最高使用溫度(du)為(wei)250℃相應的螺母性能等(deng)級(ji)(ji)為(wei)8級(ji)(ji)。
③. 商品級(ji)(ji)(ji)雙頭螺(luo)柱,其產品公差等(deng)級(ji)(ji)(ji)采用(yong)A級(ji)(ji)(ji)和B級(ji)(ji)(ji),性(xing)能(neng)等(deng)級(ji)(ji)(ji)為8.8級(ji)(ji)(ji),僅用(yong)于PN<4.0M Pa,配(pei)用(yong)非金屬軟墊片。其最高使用(yong)溫(wen)度(du)為250℃,相應的螺(luo)母性(xing)能(neng)等(deng)級(ji)(ji)(ji)為8級(ji)(ji)(ji)。
④. 專用級的螺(luo)栓(柱)、螺(luo)母的選配應(ying)符(fu)合(he)HG/T 20613和(he)20634《鋼制管法蘭、墊(dian)片(pian)、緊(jin)固件》中的有關規定(ding)。其材質的選擇要以使用溫度一(yi)壓力為基準。
⑤. 墊(dian)圈在(zai)一般(ban)情況時不宜使用(yong),只有在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)螺(luo)栓(shuan)(柱)和螺(luo)母用(yong)于緊(jin)固非(fei)金(jin)(jin)屬(shu)或有色金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)接件時才使用(yong)。
⑥. 螺柱,螺栓和螺母的公(gong)差等級(ji)均(jun)分A、B、C三級(ji)。C級(ji)過(guo)去(qu)稱(cheng)粗制(zhi),A、B級(ji)過(guo)去(qu)有的分別(bie)叫精(jing)制(zhi)、半精(jing)制(zhi),也有的統稱(cheng)為精(jing)制(zhi)。石油化(hua)工管法蘭緊固(gu)件(jian)標準(zhun)規定一律符合B級(ji)產品要(yao)求(qiu)。HG規定壓力(li)≤0.6MPa時可采用C級(ji)產品。
3. 螺(luo)栓/螺(luo)母材料的選擇
①. 螺母材料常根據與其配合的螺栓(shuan)材料確定,這些組合在一般(ban)的標準中(zhong)都有規定。一般(ban)情況下,螺母材料應稍低于(yu)螺栓(shuan)材料,并(bing)保證螺母硬度比螺栓(shuan)硬度低HB30左(zuo)右。
②. 墊片類型和(he)操作壓(ya)力(li)、操作溫(wen)度(du)(du)一樣(yang),都(dou)直接(jie)(jie)對緊(jin)固件材料強度(du)(du)提出了要(yao)求。例如,采用(yong)纏繞式(shi)(shi)墊片密封(feng)的(de)低壓(ya)劇毒介(jie)質管道(dao)的(de)法蘭連接(jie)(jie),盡管管道(dao)的(de)操作壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)(du)都(dou)不高(gao),但因(yin)為使(shi)纏繞式(shi)(shi)墊片形成初(chu)始密封(feng)時(shi)所需要(yao)的(de)比(bi)壓(ya)力(li)較大(da),從而(er)要(yao)求緊(jin)固件的(de)承受載荷也大(da),因(yin)此,在(zai)這種情況下(xia)就要(yao)求緊(jin)固件采用(yong)高(gao)強度(du)(du)合金鋼材料。
③. 合金鋼(gang)(gang)螺柱均應采用高級優(you)質鋼(gang)(gang).即材料牌號后(hou)均應加(jia)字母A,如35CrMoA、25CrMoVA。
④. 管法蘭大量采(cai)用(yong)專用(yong)級緊固件,這種用(yong)材料牌號表示的螺(luo)栓螺(luo)母的機械性能根據GB150的規定。
⑤. 螺(luo)(luo)母的機(ji)械性能稍低于螺(luo)(luo)栓/螺(luo)(luo)柱。
①. 低溫用緊固件,應對其材料的低溫沖(chong)擊韌性作(zuo)出規定。
②. 緊固件在蠕變溫度(du)范圍內使用時,應(ying)考慮螺栓松弛引(yin)起的(de)螺栓載荷損(sun)失,此將影(ying)響法蘭接(jie)頭的(de)密(mi)封(feng)能力。
③. 高溫用緊固件材料應(ying)與(yu)法蘭(lan)材料具有相近的(de)熱(re)膨脹系(xi)數。
④. 低強(qiang)度(du)緊固(gu)件僅用于(yu)公稱壓力小(xiao)于(yu)或等(deng)于(yu)PN16、采用非(fei)金屬平墊片(pian)的法蘭接頭,不應使用于(yu)劇烈循環的工況。
⑤. 六角頭螺(luo)栓僅適用(yong)于(yu)公(gong)稱壓力小(xiao)于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)PN16的場合。公(gong)稱壓力大于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)PN40或(huo)高溫工況下,應(ying)采用(yong)全螺(luo)紋螺(luo)柱。
6. 螺(luo)柱/螺(luo)栓(shuan)的(de)長度及數量應符合法(fa)蘭的(de)標準(zhun)要求。
7. 設計壓力和溫度。
①. 公稱壓力≥10.0MPa時,或溫度壓力變化急劇(ju)頻繁時,可采用全螺紋螺柱(zhu)。
②. 公稱壓力≤6.3MPa時,可采用(yong)等長(chang)雙頭(tou)螺柱。
③. 公稱壓力≤1.6MPa可選(xuan)用(yong)六角頭螺(luo)栓。

