盲板的厚度計(jì)算與使用

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1、盲板的厚度計(jì)算與使用在化工企業(yè)中，經(jīng)常遇到邊生產(chǎn)邊檢修的情況，為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)和檢修系統(tǒng)的有效隔離，通常采用在相關(guān)聯(lián)的管道的法蘭之間加盲板的辦法。這就涉及到盲板的選用問(wèn)題，對(duì)于高壓盲板—無(wú)孔透徑墊，有成系列的產(chǎn)品可供選購(gòu)，在此不再介紹。而對(duì)于中低壓盲板，都是由各單位自己用氣割制作一塊圓形的鐵板作為盲板來(lái)使用，而盲板的直徑和厚度大多憑經(jīng)驗(yàn)選取，沒(méi)有科學(xué)的依據(jù)。如果盲板選薄了，使用過(guò)程中變形，就很難從法蘭之間抽出來(lái)。如果盲板選厚了，法蘭之間的間距又不夠?qū)?，就很難插到法蘭之間去。另外，這也是一種材料的浪費(fèi)。不管盲板選得太厚還是太薄，這兩種情況均會(huì)給施工帶來(lái)不便。為了使用盡可能薄的盲板，又要

2、保證盲板在使用過(guò)程中不發(fā)生變形，本文對(duì)盲板的受力情況做應(yīng)力分析并結(jié)合實(shí)例給出了盲板厚度的計(jì)算方法。其計(jì)算結(jié)果即為盲板的最薄厚度。對(duì)于不受壓的盲板，僅起到隔離和密封作用，在此也不做討論。1、盲板的厚度計(jì)算由于盲板兩面被法蘭壓緊，且盲板所受壓力在盲板上是均勻分布的，盲板受力的結(jié)果是使盲板彎曲變形。由此可知，盲板可以按“周邊固定的承受均布載荷的平板封頭”來(lái)做應(yīng)力分析；盲板與管道之間不焊接，且管端有法蘭，故盲板基本不會(huì)對(duì)管道造成邊界應(yīng)力；對(duì)盲板做應(yīng)力分析主要考慮的是盲板受壓后彎曲變形的問(wèn)題。1．1平板封頭厚度計(jì)算對(duì)圓形平板做內(nèi)力分析得出平板封頭的最大彎曲應(yīng)力為：　　　　　　　　?。?）式中：

3、——平板封頭的最大彎曲應(yīng)力，MPa；　K——與平板周邊支承方式有關(guān)的系數(shù)，無(wú)因次；　P——封頭承受的壓力，MPa；　D——管道直徑，mm；　S——平板厚度，mm。1．1．2平板封頭厚度計(jì)算由和公式（1）得出平板封頭厚度計(jì)算公式：（2）式中：——設(shè)計(jì)溫度下鋼板的許用應(yīng)力，MPa；　Φ——焊縫系數(shù)；　C——壁厚附加量，由鋼板負(fù)偏差C1、腐蝕裕量C2組成，即C＝C1＋C2。對(duì)盲板而言，（2）式中各項(xiàng)參數(shù)的具體選用：①盲板的支承方式為周邊固定，K值取0.188；②在整張的鐵板上割盲板不會(huì)有焊縫存在，Φ值取1；③取盲板使用壓力可能達(dá)到的最高值。ａ．為方便計(jì)算，P與取相同計(jì)量單位MPa。ｂ．當(dāng)所

4、使用的盲板較重時(shí)，要考慮盲板的自重，壓力要加一個(gè)自重修正值PG＝盲板的重量/管道流通面積。ｃ．當(dāng)被隔離的介質(zhì)為液體時(shí)，要考慮是否存在靜壓，靜壓值計(jì)算：式中：P——靜壓，MPa；　——介質(zhì)密度，kg/m3；　——重力加速度，9.8m/s2；　——液位高度，m。④盲板厚度Sc與管道公稱(chēng)直徑Dc單位相同，當(dāng)計(jì)算所得盲板厚度小于3mm時(shí)，取3mm。即受壓盲板的最小厚度為3mm；⑤由于盲板主要是受彎曲應(yīng)力，故許用應(yīng)力值就采用鋼板的許用彎曲應(yīng)力，其確定方法如下：ａ．盲板中存在的一次彎曲應(yīng)力，是沿板厚呈直線(xiàn)分布的。隨著內(nèi)壓的增長(zhǎng)，首先是上、下表面進(jìn)入屈服，其他部分仍處于彈性狀態(tài)。雖然此時(shí)的最大彎曲

5、應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到材料的屈服極限，但整個(gè)盲板除了上、下表面外仍處于彈性狀態(tài)，因而不會(huì)導(dǎo)致盲板的失效。按照極限設(shè)計(jì)的原則，只有當(dāng)平板整個(gè)截面上各點(diǎn)的應(yīng)力均達(dá)到屈服極限時(shí)，結(jié)構(gòu)才算失效。板此時(shí)所受的載荷為極限載荷，與這一載荷相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為極限應(yīng)力：　　　　　　　　　　　　　　　（3）式中為材料的屈服極限，查“鋼板的許用應(yīng)力值”表可得。ｂ．按照彈性失效準(zhǔn)則，工作壓力乘以一個(gè)安全系數(shù)不得大于材料的屈服極限。即或?。?）ｃ．結(jié)合式（3）、（4）可以得出鋼板的許用彎曲應(yīng)力值為（5）式中即為安全系數(shù)，實(shí)踐中為了使不超過(guò)，一般所選安全系數(shù)。將式（5）代入式（2）得：（6）式中鋼板在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力可

6、查“鋼板的許用應(yīng)力值”表可得。ｄ．由于盲板特定的使用條件，使它在使用中允許有微量的永久變形，所以，可以取比壓力容器設(shè)計(jì)中選用的要低一些的值，相應(yīng)地式（6）有兩種特殊情況情況。當(dāng)直徑＜400mm溫度＜300℃時(shí)，可取=1.0,（6－1）當(dāng)直徑400mm、溫度＜300℃時(shí)，可?。?.5，（6－1）從適用條件和實(shí)踐結(jié)果看，式（6－1）在生產(chǎn)實(shí)踐中用得最多。⑥C的確定，一般情況下盲板的厚度不會(huì)超過(guò)30mm，故鋼板負(fù)偏差值取0～1mm；由于盲板使用時(shí)間較短，腐蝕裕量可以不考慮。故C值結(jié)合計(jì)算結(jié)果的取整可在0～1mm范圍內(nèi)酌情選取。計(jì)算出盲板的厚度后，盲板的直徑查管法蘭規(guī)格，取法蘭密封面直徑（一

7、般法蘭規(guī)格尺寸的D2值）即可。例如：在DN200、PN16、常溫的管道法蘭上加盲板，單面受壓P＝0.686MPa鋼板材料20g，計(jì)算盲板規(guī)格。查表DN200、PN16的管法蘭密封面直徑268mm，20g鋼板屈服極限245MPa，則按式（6－1）計(jì)算：取C＝0.3mm則Sc＝3.7+0.3＝4.0mm即盲板規(guī)格：厚4mm、直徑268mm，這一計(jì)算結(jié)果在實(shí)踐中使用一段時(shí)間后，拆下盲板檢查，盲板未發(fā)生變形。2、盲板使用應(yīng)注意的問(wèn)題2．1密封與墊片選用，管法蘭一般