介紹了2種矩形法蘭的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，并對(duì)2種計(jì)算方法進(jìn)行了比較。采用該方法設(shè)計(jì)計(jì) 算的矩形法蘭已成功應(yīng)用于多臺(tái)設(shè)備，通過壓力試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證了矩形法蘭設(shè)計(jì)計(jì)算方法的 可靠性。

長(zhǎng)圓形等非圓形形狀，如蒸汽鍋爐上的方形 集管箱、空冷式換熱器上矩形集管箱、板翅式換熱器 矩形管箱等。對(duì)于這些非圓形容器，通常需要采用 法蘭與其它設(shè)備進(jìn)行連接u]。對(duì)于法蘭頸部和墊片 周邊形狀為圓形的矩形、橢圓形或長(zhǎng)圓形法蘭，可按 照ASME規(guī)范第Ⅷ卷第1分篇中的方法進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)算，文中所述非圓形法蘭是指法蘭頸部和墊片的 周邊形狀與法蘭本體一樣，同是矩形、橢圓形或長(zhǎng)圓 形的法蘭舊j。 目前，非圓形法蘭的設(shè)計(jì)方法主要有2種，一種 是當(dāng)量圓法蘭設(shè)計(jì)法，另一種是骨架彎曲法蘭設(shè)計(jì) 法‘¨。由于橢圓形與長(zhǎng)圓形法蘭可按矩形法蘭進(jìn)行 設(shè)計(jì)，故文中以矩形法蘭為例介紹非圓形法蘭的設(shè) 計(jì)計(jì)算。

當(dāng)量圓法蘭設(shè)計(jì)法是將矩形法蘭按一定的比例 折算成當(dāng)量圓形法蘭，然后再按照?qǐng)A形法蘭的一般 計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 采用當(dāng)量圓形法蘭設(shè)計(jì)法，矩形法蘭的長(zhǎng)短邊 之比對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大，在矩形法蘭形狀為方形 或近似方形的情況下，采用這個(gè)方法進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果比較可靠且經(jīng)濟(jì)性較好，隨著長(zhǎng)短邊之比增大，采 用這種計(jì)算方法趨于保守，通常情況下長(zhǎng)短軸之比 限制在5。

骨架彎曲法蘭設(shè)計(jì)法是按保持矩形法蘭矩形形 狀能力的骨架分析與垂直于骨架的平面中矩形法蘭 長(zhǎng)邊的彎鹽組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。 矩形法蘭與矩形殼體相連，在壓力及墊片反力 作用下，法蘭骨架在垂直于容器軸線的平面內(nèi)與平 行于軸線的平面內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，雖然這2個(gè) 彎曲應(yīng)力處于不同平面，為安全考慮，在設(shè)計(jì)中應(yīng)同 時(shí)考慮[1]。

法蘭結(jié)構(gòu)尺寸見圖2。圖中A為螺栓中心線長(zhǎng) 軸長(zhǎng)度，A=700 mm；Ai為法蘭內(nèi)側(cè)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，A一 594 mm；B為螺栓中心線短軸長(zhǎng)度，B一350 mm；Bi 為法蘭內(nèi)側(cè)短軸長(zhǎng)度，B。一244 mm；D為法蘭與殼 體問未焊高度，D=4 mm；E為法蘭與殼體間角焊 縫的焊角高，E一12 mm；s為與法蘭相連殼體厚度， S一20 mm．

根據(jù)介質(zhì)特性與操作條件，法蘭墊片選用石墨 復(fù)合墊片，墊片結(jié)構(gòu)參數(shù)如下，A畫為墊片接觸面內(nèi) 側(cè)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，A。。一630 mm；A。。為墊片接觸面外側(cè) 長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，A。。一662 mm；B。i為墊片接觸面內(nèi)側(cè)短軸 長(zhǎng)度，B。i一280 mm；B。。為墊片接觸面外側(cè)短軸長(zhǎng) 度，B。。一312 mm；60為墊片基本密封寬度，6。一 8 mm；6。為墊片有效密封寬度，6。一7．156 mm。墊 片系數(shù)m一3．o；y為墊片比壓力，y一69．6 MPa。

此外，在矩形法蘭設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意下列問題： (1)采用當(dāng)量圓法蘭設(shè)計(jì)法時(shí)，由于該計(jì)算方法 中彎矩及應(yīng)力計(jì)算與圓形法蘭有差異。因此不能簡(jiǎn) 單地以求出當(dāng)量圓直徑直接按圓形法蘭進(jìn)行計(jì)算。
(2)采用當(dāng)量圓法蘭設(shè)計(jì)法計(jì)算平焊式法蘭時(shí)， 為安全起見，宜進(jìn)行焊縫強(qiáng)度評(píng)定。
(3)按文獻(xiàn)[1]所述，當(dāng)量圓法蘭設(shè)計(jì)法僅適用 于與未加強(qiáng)殼體相連的矩形法蘭。對(duì)于未加強(qiáng)容 器，法蘭的彎曲應(yīng)力由矩形容器側(cè)板吸收，法蘭承受 的彎曲應(yīng)力很小，在計(jì)算中可以忽略。對(duì)于加強(qiáng)容 器，矩形法蘭除了要滿足密封要求之外，尚需作為側(cè) 板的加強(qiáng)件，法蘭除了承受垂直于容器軸線的平面 中的骨架彎曲應(yīng)力之外，還要承受平行于該軸線平 面中的法蘭彎鹽應(yīng)力，此時(shí)則需要考慮法蘭的彎曲 應(yīng)力‘1。。
(4)采用文獻(xiàn)[2]規(guī)定的方法進(jìn)行法蘭計(jì)算時(shí)， 矩形法蘭的長(zhǎng)短軸之比有限定(不大于5)，因此在 計(jì)算中應(yīng)確保滿足這一要求。
(5)從上述計(jì)算中可以得出，預(yù)緊力矩是制約螺 栓直徑及法蘭厚度的首要因素。因此在保證密封的 前提下，盡可能選用密封比壓和墊片系數(shù)低的墊片 (如石墨墊、聚四氟乙烯墊、石墨復(fù)合墊等)，以有效 降低螺栓載荷，降低法蘭計(jì)算力矩和法蘭厚度。
(6)在矩形法蘭密封中，泄漏通常發(fā)生在矩形的 4個(gè)角，一般只要保證角點(diǎn)處相鄰兩螺栓孔間距不 大于矩形法蘭長(zhǎng)短軸方向處的螺栓間距并大于最小 螺栓間距，就可有效避免這種泄漏。