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,法兰连接由三个零件组成,即法兰、螺栓和垫片,这些零件的物理力学性能对法兰连接有很大的影响。在采用法兰连接閥門的工作条件中,介质的压力和温度的变化对中法
兰的设计有很大的影响,中法兰的设计必须保证閥門在工作温度和工作压力下有足够的强度和密封性。法兰连接的密封性是用拧紧螺栓联接的螺母来保证的,计算时应确保的条件为: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准要求,然後按力學要求的計算式去驗算。
標准要求的計算式
1.国标钢制閥門
(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)螺栓联接的阀体和阀盖组件:螺栓联接的螺纹应符合GB/T193—2003的规定,螺纹的公差与配合应符合GB/T 197—2003的规定,联接螺栓的总横截面积应符合式(8-15)要求:

式中 K——系数从下表中选取,CL值直接代人;
PN ——设计閥門的公称压力数值(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) 以螺栓或螺纹联接的阀体组件 是承受管道机械负荷的,由于管道系统的温度变化,压力波动等原因产生的机械力都要作用到閥門上,设计中要充分考虑这些因素。
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.美标钢制閥門
应满足ASME B16.34—2009《法兰、螺纹和焊接端连接的閥門》 标准要求。
(1)用螺栓或螺纹联接的阀体和阀盖组件 是不直接承受管道负荷的组件。
1)螺栓联接的阀体和阀盖组件:螺栓联接的螺纹应符合ASMEB l.1的规定,螺栓的总截面积应符合式(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:
