一天上午，收到微信信息，一朋友问我，能否做一个法兰的应力分析设计，要快。
我问是快开设备吗，直接选用就好了，为什么要做分析呢？
然后我收到一份邮件了解了来龙去脉。
问题发生
朋友单位为客户做一个改造项目，对八台搅拌釜的上封头法兰进行更换，原设备的其它部分继续使用。
由于原来的设备使用时间比较久，没有竣工图存档。需要现场测量实物后绘制图纸。
按照测绘的尺寸制造的设备法兰和上封头运到现场。封头法兰外径比原设备法兰外径单边小 27mm ，造成卡槽不对齐，卡子无法安装。
原因分析
测量时上封头并未移除,只是使用枕木加高封头,测量数据精度不高，图纸批准后，没有再次查询标准复核尺寸。
测量时工程师尺寸数据书写不够仔细，误将外径1575的手写数字读成为1525，造成此封头尺寸错误。
整改方案
设备的正常操作压力为常温常压，设计压力为FV和常压。设备不是压力容器。
根据标准HG/T 2050-2013《搪玻璃设备垫片》原来垫片宽度为（1575-1490）/2=42.5mm。而目前上下法兰搭接部分宽度约为43mm，且使用ePTFE宽度为50*5的垫片，说明现有搭接宽度满足标准要求。
因为法兰单边小27mm，导致卡子无法安装。所以加工压环法兰固定。
压环法兰与改造的法兰进行焊接，然后压环法兰再与原设备法兰用卡子连接。
焊接后卡槽最大间距约为100mm 根据 HG/T2054-2007《搪玻璃设备 卡子》 可选用规格为 M16×110 卡子固定。
按以上方案整改完成可做气压试验，试验压力为0.2MPa，检查密封性能。
气压试验完成后，再将内部充水到正常工作液位，开启搅拌器模拟设备正常运转工况检验密封性能。
整改方案各性能参数都能满足HG/T 2049，HG/T2050，HG/T2054标准要求。
方案分析
朋友单位咨询了一些行业内的专家，需要进行应力分析来说明满足常压和FV的使用工况的密封。所以才有能否做个卡子的法兰应力分析的疑问。
是否有应力分析的必要
我个人觉得没有分析的必要。原因是这个是法兰改造后相当于一个衬环法兰，只是衬环部分比较厚。
本法兰是否合适，不应该考虑用分析设计来考虑衬环法兰的密封。法兰的失效主要是泄露，法兰刚度不足，造成法兰密封面偏转角度过大。从应力角度来讲，这个法兰是不会有问题的，因为设备操作压力为0，而负压工况比正压工况对于法兰的受力会更好，螺栓面积会更小，需要的法兰厚度一般比正压更薄。
这个改造方案的问题是，增加的法兰压环厚度是30mm厚，而原来的法兰厚度是40mm。如果增加的压环厚度增加到原来的法兰厚度，那么不用计算，也可以确定的知道是可行的。
于是我出了一个修改的方案（如下图）供其参考。
最终改造方案
最终在和业主的讨论下，取消了法兰的应力分析。
将法兰压环增加到了40mm厚，与下法兰同厚。
下部间断焊
上部连续焊
改造，试验成功。
设计人员手写文字切不可像医生一样。
一个数字错误，可能造成非常大的经济损失。
对于个人来说应该细心仔细，对于公司流程来说应该考虑交叉验证，避免出现类似的问题。
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发表于 2018-10-16 09:16:47
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