堆焊法兰计算问题

堆焊法兰计算问题

设备的介质腐蚀性很强，尤其是壳体材料是超级不锈钢及以上的材料时考虑成本原因设备法兰通常是碳钢堆焊或者是衬的。

为了更好的阅读，先介绍一下复合板焊接的剃边。复合板坡口的剃边不是我创造的，这个是SH/T 3523标准中给出的节点；很多项目也在这样要求，实际上如果剃边0.5-1mm是很难控制的，经常会大于1mm。当然了这样要求对缓解焊缝金属稀释有一定的作用，但给制造也带来了麻烦，个人觉得从其它方面想办法更合适。

内壁和密封面堆焊的设备法兰，密封面堆焊没什么好说的。内壁堆焊通常又分为三种：内径扩大堆焊保证内壁平齐，设备内径上直接向里堆焊，介于两者之间的堆焊。在换热器的管箱法兰中由于布管等原因在标准法兰的基础上直接向里堆焊的不多。复合板设备更有代表性就以复合板和设备法兰的对接来介绍。

（基层等厚是修改的图，漏删尺寸，基层也没对齐将就看；家里电脑装的只能看图版CAD修改不了）

1.如果是复合板设备保证堆焊后内壁外壁都平齐，那么法兰计算时的大小端厚度和颈部高度应该怎样输入。下文的输入都以上图的16+3的复合板举例。

其实这个争议最小，理解法兰计算的都知道，如果强度控制小端要输入13。如果是刚度控制个人人为可以输入16，但很多人不去想也不想去判断只想按13输入。

2.如果把法兰小端基层厚度和复合板的基层厚度取一样厚，法兰小端厚度该怎样输入。

1）有人认为应该是16；有些保守的认为应该输入15因为和法兰对接的位置有5-10mm的剃边。

3. 讨论的重点来了，如果法兰内壁平齐，法兰小端基层厚度和复合板的基层厚度相同。法兰的小端厚度应该怎么输入，如果是强度控制该怎样考虑，如果是刚度控制该怎样考虑。

   国标对法兰小端厚度文字表达时法兰颈部小端的有效厚度，但是对这个是有长度规定的，无论是强度计算的查图还是刚度计算都要用到ho。

ASME标准是很明确的要取法兰小端厚度和筒体厚度两者的小值！

    1）首先说一下我的观点：如果是刚度控制，法兰小端有效厚度输16mm；如果是强度控制输入13mm应力只差一点，那么我就会认可输入16mm出计算书。因为法兰小端有效厚度16mm，筒体有效厚度16mm，只是局部由于焊接剃边的原因5-10mm宽减薄成了13mm。

   2）有人保守的认为法兰小端厚度必须输入13mm，不管是强度控制还是刚度控制，除非法兰小端直边长度满足ho的要求。关键是这样认为的人是第二种情况要输入16mm而不是输入15mm的人，有意思不！

   刚度和法兰的旋转惯性矩、抗弯模量等有很大的关系，堆焊层也是提供了足够多的抗弯模量和惯性矩的（和弹性模量关系大，和应力高低没啥关系）。所以刚度控制时，我是直接认可按16mm输入的！实际上强度上也做出了贡献只是应力低，考虑堆焊层给焊接带来很多新的评定，考虑堆焊层的强度从经济角度整体看并不划算。

  本文不展开讨论法兰小端厚度比筒体厚度厚，法兰计算的输入；还是以堆焊法兰为例直接给出输入方式，见下图。

1）小端厚度输入16mm时，颈部高度h输入20mm；

2）小端厚度输入13mm时，颈部高度h输入35mm。

   造成国内法兰计算输入乱七八糟的原因，主要是设备法兰标准NB/T 47023 (JB 4703)引起的；其次是GB/T 150的标准对带颈对焊法兰小端厚度的描述不够 。喜欢直接输法兰小端厚度（不考虑筒体厚度）的想一想应力衰减范围，去看看强度计算查图ho长度的要求，刚度计算中也要用到ho。随便贴一张法兰计算查系数的图，所有的系数都要求法兰小端等厚的长度要有sqrt（Diδ0）^0.5的。

   不知道喜欢保守输入的人，是否想过这样的问题。衬筒或者是向内堆焊的法兰，法兰是碳钢，筒体是不锈钢时。按照你们保守的想法碳钢法兰小端厚度的输入是不是应该打个折，因为筒体的许用应力通常低于法兰的许用应力！名义上厚度相等但考虑许用应力的原因应力上是有很大差别的！

    希望下一版GB/T 150改版时，明确带颈对焊法兰小端厚度的输入要取筒体和法兰小端厚度的小值！