Độ cứng mặt bích: Chìa khóa ẩn giấu cho bình áp lực kín khít

Độ cứng của mặt bích trong ASME BPVC Phần VIII Div. 1 là yêu cầu, trong Phụ lục 2, mặt bích bắt vít phải đủ cứng (hạn chế quay / lệch) để duy trì độ kín của miếng đệm trong cả chỗ ngồi và điều kiện vận hành của miếng đệm.

“Độ cứng mặt bích” có nghĩa là gì

• Phụ lục 2 coi mặt bích là một bộ phận uốn có thể quay ở đường phản ứng của miếng đệm khi được tải bằng tải trước bu lông và áp suất bên trong.

• “Độ cứng” được định lượng thông qua kiểm tra vòng quay: vòng quay mặt bích thực tế (từ công thức Phụ lục 2) không được vượt quá vòng quay tối đa do Mã khuyến nghị, dẫn đến chỉ số độ cứng không thứ nguyên J.

• Trong thông lệ công nghiệp thông thường, mặt bích được coi là đủ cứng khi chỉ số này J≤1.0, tức là tính toán vòng quay ≤ vòng quay cho phép.

Chỉ số độ cứng và giới hạn (khái niệm)

• Chỉ số độ cứng Jđược định nghĩa là tỷ lệ giữa vòng quay mặt bích được tính toán với vòng quay mặt bích tối đa được khuyến nghị theo Phụ lục 2-14.​

• Giới hạn xoay được khuyến nghị điển hình (dựa trên kinh nghiệm) là khoảng 0.3 độ đối với mặt bích tích hợp / tùy chọn và khoảng 0.2 độ đối với mặt bích loại rời.​

• Các nhà thiết kế sử dụng các giới hạn này cùng với các yếu tố hình học Phụ lục 2 (ví dụ: từ Bảng 2-14) và các đặc tính đàn hồi của vật liệu để xác minh mặt bích là “đủ cứng” tại:

  • Tình trạng seat của miếng đệm.

  • Điều kiện hoạt động (áp suất bên trong cộng với tải trọng bu lông).

Nơi nó xuất hiện trong VIII-1

• Các quy tắc chính thức cho thiết kế mặt bích có trong Phần VIII-1, Phụ lục 2 (kết nối mặt bích bắt vít).

• Độ cứng của mặt bích được xử lý cụ thể trong phần thường được trích dẫn là “Độ cứng mặt bích 2-14” hoặc tương tự, cung cấp các yếu tố và phương pháp luận để tính toán độ quay và độ cứng của mặt bích.

• Tài liệu đào tạo và hướng dẫn về VIII-1 (ví dụ: sách hướng dẫn CASTI và các khóa học ASME) liệt kê “Độ cứng mặt bích” là một chủ đề riêng biệt trong quy trình thiết kế Phụ lục 2, cùng với tải trọng bu lông, chỗ ngồi của miếng đệm và kiểm tra mômen / ứng suất.

Giải thích và câu hỏi thử nghiệm thủy lực

• Giải thích ASME (VIII-1-10-41) làm rõ rằng, khi đáp ứng Phụ lục 2-14, không bắt buộc phải tính toán độ cứng của mặt bích cho điều kiện thử nghiệm thủy tĩnh bằng cách sử dụng áp suất thử nghiệm từ UG-99 (b) hoặc UG-99 (c); kiểm tra độ cứng gắn liền với các điều kiện thiết kế Phụ lục 2 chứ không phải áp suất thử nghiệm thủy lực.​

Bài học thiết kế thực tế

• Trong thiết kế mặt bích thực tế cho VIII-1 Phụ lục 2, bạn thường là:

  • Định kích thước mặt bích cho ứng suất (Phụ lục 2 điều kiện ứng suất).

  • Kiểm tra chỗ ngồi của miếng đệm và tải trọng bu lông vận hành.

  • Sau đó kiểm tra độ cứng của mặt bích (xoay) bằng các yếu tố Phụ lục 2-14, đảm bảo $J\le 1.0$ và quay trong giới hạn mức độ thực nghiệm thích hợp với loại mặt bích.