閥體中法蘭是指閥體與閥蓋連接的法蘭,它適用于各種不同的介質、壓力、溫度,這樣的連接形式在閥門
中是十分普遍的,法蘭連接由三個零件組成,即法蘭、螺栓和墊片,這些零件的物理力學性能對法蘭連接有很大的影響。在采用法蘭連接閥門的工作條件中,介質的壓力和溫度的變化對中法
蘭的設計有很大的影響,中法蘭的設計必須保證閥門在工作溫度和工作壓力下有足夠的強度和密封性。法蘭連接的密封性是用擰緊螺栓聯接的螺母來保證的,計算時應確保的條件為:在閥門
承受工作壓力和工作溫度時,按作用力求得的螺栓和法蘭的安全系數應不低于規定值。
因此,中法蘭連接的計算首先應滿足標準要求,然后按力學要求的計算式去驗算。
標準要求的計算式
1.國標鋼制閥門
(1)用螺栓或螺紋聯接的閥體和閥蓋組件是不直接承受管道負荷的組件。
1)螺栓聯接的閥體和閥蓋組件:螺栓聯接的螺紋應符合GB/T193—2003的規定,螺紋的公差與配合應符合GB/T 197—2003的規定,聯接螺栓的總橫截面積應符合式(8-15)要求:

式中 K——系數從下表中選取,CL值直接代人;
PN ——設計閥門的公稱壓力數值(MPa);
Ag——由墊片或其他密封件的有效周邊所限定的面積(mm2);
Ab——螺栓總抗拉應力的有效面積(mm2);
Sa——螺栓在38℃時的許用應力(MPa)(當Sa≥138MPa時,使用138MPa)。
2)螺紋聯接的閥體和閥蓋組件:螺紋的剪切面積至少滿足式(8-16)要求:

式中As——螺紋總抗剪應力有效面積(mm2)。
(2) 以螺栓或螺紋聯接的閥體組件 是承受管道機械負荷的,由于管道系統的溫度變化,壓力波動等原因產生的機械力都要作用到閥門上,設計中要充分考慮這些因素。
1)螺栓聯接閥體組件:聯接螺栓的總橫截面積應符合式(8-17)要求:

2)螺紋連接閥體組件:螺紋的剪切面積應符合式(8-18)要求:

2.美標鋼制閥門
應滿足ASME B16.34—2009《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》 標準要求。
(1)用螺栓或螺紋聯接的閥體和閥蓋組件 是不直接承受管道負荷的組件。
1)螺栓聯接的閥體和閥蓋組件:螺栓聯接的螺紋應符合ASMEB l.1的規定,螺栓的總截面積應符合式(8-19)的要求:

2)螺紋聯接閥體、閥蓋組件:螺紋的剪切面積應符合式(8-20)的要求:

式中Pc——額定壓力級CL數值(psi)(例CLl50,Pc=150psi,CL300,Pc=300psi);
Sa——螺栓在38℃(100°F)時的許用應力(psi);(當大于20000psi時,用20000psi);
Ag——由墊片或O形圈的有效外周邊所限定的面積(in2);
Ab——螺栓的總抗拉應力有效面積(in2);
As——螺紋的總抗剪有效面積(in2)。
(2)以螺栓或螺紋聯接的閥體組件是承受管道機械負荷的。
1)螺栓聯接閥體組件:連接螺栓的總橫截面積應符合式(8-21)要求:

2)螺紋聯接閥體組件:螺紋的總剪切面積應符合式(8-22)的要求:
