法蘭連接是一種用途非常廣泛的可拆卸密封結(jié)構(gòu)，在石油化工、核工業(yè)及醫(yī)藥等行業(yè)中應(yīng)用較多，其中螺栓法蘭的連接形式由于其便于拆卸而得到普遍使用。但是，如果在安裝過程中存在裝配不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，如墊片法蘭對中不當(dāng)、裝配面清潔不足、螺栓未充分預(yù)緊等，法蘭在服役過程中受到高溫或者載荷波動(dòng)的影響，容易導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)的失效。對大型法蘭而言（通常指公稱直徑大于DN1OOO的法蘭）,由于尺寸因素的影響，其彈性交互作用相較于常規(guī)小尺寸的法蘭接頭而言更加嚴(yán)重，在安裝過程中螺栓力的均勻分布將難以保證，由此造成墊片應(yīng)力分布不均。在長期高溫或者載荷波動(dòng)的工況下，螺栓容易產(chǎn)生松動(dòng)，墊片應(yīng)力較低部位往往會(huì)發(fā)生泄漏失效。法蘭接頭一旦發(fā)生泄漏，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與安全事故。

????本文以某反應(yīng)器的大型容器法蘭為例，研究分析預(yù)緊順序?qū)Ψㄌm密封性能的影響，并比較了幾種常用預(yù)緊方法的效果，根據(jù)大直徑法蘭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出了一種更優(yōu)的預(yù)緊方法。

?某型號(hào)的試驗(yàn)反應(yīng)容器如圖］所示，容器的頂部設(shè)置有一個(gè)法蘭，便于更換內(nèi)部結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的工作壓力為2. IMPa,工作溫度為310°C。頂部法蘭的公稱直徑為DN1150,壓力等級(jí)為class 300。法蘭尺寸如圖2所示。該法蘭共設(shè)有48個(gè)螺栓孔，螺栓尺寸為M36。

?法蘭的預(yù)緊方法

????為了方便編制法蘭螺栓的預(yù)緊順序，首先對法蘭的所有螺栓按照順時(shí)針的順序進(jìn)行編號(hào)，如圖6所示。

1傳統(tǒng)方法

????傳統(tǒng)的法蘭螺栓預(yù)緊方法為十字交叉法,先進(jìn)行三輪十字交叉擰緊，之后進(jìn)行三輪順序擰緊。本文中袪蘭的具體預(yù)緊順序如表1所示。

4.2 ASME PCC-1螺栓法蘭擰緊方法

??? 1995年，ASME成立了后建造委員會(huì)(PostConstruction Committee),為在役的承壓設(shè)備和管道提供檢查和管理相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。2000年,PCC首次發(fā)布了 ASME PCC—1《壓力邊界螺栓法蘭連接安裝指南》，目前最新版于2013年發(fā)布。ASME PCC-1附錄F中根據(jù)研究對象法蘭的螺栓數(shù)量給出了 幾種使用單工具對法蘭進(jìn)行預(yù)緊的方法。

4.2.1 PCC—1 方法 1

????方法1的思路與傳統(tǒng)方法類似，但是螺栓力的增加速度比傳統(tǒng)方法快一些。先采用十字交叉法預(yù)緊，之后采用順序法預(yù)緊。本文中法蘭的具體預(yù)緊順序如表2所示。

4.2.2 PCC-1 方法 2

????方法2對傳統(tǒng)方法進(jìn)行進(jìn)一步的簡化，并且不需要對螺栓進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記，實(shí)施起來比較方便。先采用順序十字對角法預(yù)緊螺栓，之后采用順序法預(yù)緊螺栓。本文中迭蘭的具體預(yù)緊順序如表3所示。

? ? 綜合考慮擰緊螺栓的工作量和最終的預(yù)緊效果，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用PCC-1方法1和PCC-1方法2。