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中法兰截止阀的设计计算
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第三节 中法兰截止阀的设计计算 中法兰的设计计算
之前介绍蒸汽截止阀热损失，现在介绍阀体与阀盖连接处基本为圆形的。连接形式可归纳为五类，见表2-3。这里重点介绍法兰连接的设计与计算。
阀体中法兰设计与计算时必须综合考虑如下问题：
1)法兰强度和刚度直接影响着法兰连接的安全性和密封性，因此，法兰尺寸必须足以承受由于流体压力和其他载荷所引起的应力。
2)螺栓应力的确定及密封垫片比压值的选取，为保持垫片密封必须拧紧螺栓而引起的法兰中的应力。
3)由于阀门使用过程中温度变化、振动、水击以及由于管路传递载荷而引起的法兰中的应力。
4)材料的高温力学性能。
总之，在设计与计算中法兰时，应将法兰、螺栓、垫片与管件视为一个整体受压元件，同时加以统筹考虑。
中法兰设计的主要内容有：确定法兰形式和密封面形式；选择垫片（材料、形式和尺寸）；确定螺栓直径和数量及材料；确定法兰颈部尺寸，法兰宽度和厚度尺寸等。
确定阀体中法兰尺寸的方法，与阀体壁厚的确定方法相似，主要有：标准法兰参照法（简称“参照法”）和计算法。
由于法兰计算的复杂性，对于一般的设计者，要想仅仅通过计算而迅速地完成上述内容是十分困难的。同时，因为建立了CB/T 9112 - 9130管法兰标准体系，所以中法兰设计采用标准法兰参照洼是简便而可靠的。 法兰截止阀是存量zui多的截止阀，种类按照阀杆螺纹的位置分可有外螺纹式、内螺纹式；按照介质的流向分可有直通式、直流式和角式；按照密封形式分则可有填料密封截止阀和波纹管密封截止阀。那么无论是哪种内部构造上也基本是相同的，而不同结构上对于材料的选择是怎样的呢？
法兰截止阀的阀体的结构形式有直通式、直流式和直角式三种。其中以直通式zui为常见，但流体的阻力也是zui大的。直流式流体阻力会小很多，但也多用于含固体颗粒或粘度大的流体。而直角式的阀体则多采用锻造进行，的用法是用于较小通经、较高压力的的截止阀上。法兰截止阀的标准阀体、阀盖材料包括了9个等级的碳钢、低合金钢以及不锈钢。在对于特殊的应用上，可以提供其它等级的合金钢和不锈钢、提供完整系列的阀内件材料用以满足各种应用环境以及提供备选填料和垫圈材料用以满足各种应用环境。它还有易于操作性，其螺纹阀座环易于接近进行维修或更换。且其执行机构的适应性所有阀门都可配置手轮，齿轮操作机构，电动马达执行机构，或者气动或液动缸体执行机构。还拥有更长的使用寿命，其坚固耐用的结构确保多年稳定可靠的使用。两件式填料压盖防止压盖翘起和阀杆损坏。对于塞型的阀瓣能够提供的zui简单，的阀瓣类型。所有通径阀门的这种阀瓣是通过阀杆引导的。这类阀瓣具有不同的角度面对阀座，因此具有线接触作用，从而实现zui大限度的密封。适用于现场维修的zui简单的阀瓣类型。法兰连接国标截止阀适用于公称压力PN1.6～16.0Mpa，工作温度-29～550℃的石油、化工、制药、化肥、电力行业等各种工况的管道上，切断或接通介质。截止阀适用介质为：水、油品、蒸汽、酸性介质等。操作方式有：手动、齿轮传动、电动、气动等。
结构特点：
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀截止阀产品设计制造按国家标准GB12235，结构合理，密封可靠，性能优良，造型美观。阀瓣、阀座密封面耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗擦伤性能好、使用寿命长。阀杆经调质及表面氮化处理，有良好的抗腐蚀性和抗擦伤性。可采用各种配管法兰标准及法兰密封面形式，满足各种工程需要和用户要求。倒密封采用螺纹连接密封座或本体堆焊奥氏体不锈钢而成，密封可靠，填料与日俱更换可在不停机情况下进行方便快捷不影响系统运行。
标准规范：
设计制造标准：GB/T 12235-2007
结构长度标准：GB/T 12221-2005
连接法兰标准：GB/T 9113
压力温度等级：GB/T 12224-2005
试验检验标准：GB/T 13927-2008
l中法兰截止阀的设计计算标准法兰参照法
在阀体结构设计过程中，根据阀门公称通径、介质流道设置以及启闭件、导向件尺寸等，通过设计制图可以初步确定阀体中腔尺寸和中法兰密封面形式，然后，根据中腔内径尺寸，参照对应于阀门公称压力和中法兰密封面形式相同的国家标准法兰系列，将公称通径与阀体中腔内径相等（或相近）的标准法兰尺寸作为阀体中法兰的设计尺寸。
由此可见，“参照法”实际上是建立在“等效采用”国家标准法兰基础上的。
我国国家标准GB/T 9112 - 9130为管道用法兰，而阀体中法兰属“容器法兰”，两者不*等同，故称为“参照法”。只有两者在法兰结构形式与法兰密封面形式相同的情况下，才能参照采用。
钢制管法兰的尺寸标准是参照标准ISO/DIS 7005一I制订的。标准是由美国和德国两个体系的法兰尺寸标准合并而成，即PNO. 25MPa、0.6MPa、1．OMPa、2.5MPa、4 0MPa为德国尺寸系列；PN2．OMPa、5.OMPa、10．OMPa、15. OMPa、25．OMPa、42. OMPa为美国尺寸系列。
在采用“参照法”时应使中法兰标准与阀体连接法兰标准体系相同。
新的法兰标准中，同一种法兰结构形式（如整体法兰）有多神密封面形式（如平面、凸面、凹凸面等）；同一种密封面形式又有多种压力等级。因此，在参照对应标准法兰时，要注 意法兰形式、密封面形式和公称压力三要素符合中法兰结构设计的要求。
用“参照法”确定中法兰尺寸后，有时为了追求中法兰尺寸的紧凑，允许在保证法兰厚度、法兰颈部尺寸及螺栓数量、螺栓孔径不改变的前提下，适当缩小螺栓孔中心圆直径和法兰的外径。根据经验，用“参照法”确定的中法兰尺寸不应小于阀体连接法兰的尺寸。对截止馥同～压力等级的高一个规格的尺寸。 通常取
2．圆形中法兰的设计计算
圆形中法兰的设计计算包括下列内容：
1)确定垫片材料、形式及尺寸：
2)确定螺栓材料、规格及数量：
3)确定法兰材料、密封面形式及结构尺寸：
4)进行应力校核（计算中所有尺寸均不包括腐蚀裕量）。
截止阀中法兰具体设计可参阅杨源泉主编的《阀门设计手册》。因篇幅太长，本书不予摘取。
第四节高温高压截止阀中法兰自紧密封计算
高温高压阀门通常采用楔形垫组合自紧密封结构（伍德密i封垫结构（见图2—2）。 寸结构）（见图2-1）和楔形密
F= 4Djp
F-内压引起的轴向力(N)：Dc_密封接触圆直径(mm)：
p-设计压力(MPa)。预紧状态时，楔形密封垫密封的轴向分力，即预紧螺栓的载荷为与本文相关的产品有美标钛截止阀
