[發明專利]一種金屬八角墊及其設計方法

有效

• 申請號: 202110392878.4
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113217726B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 龐冠;宋明昭;蔣飛
• 申請（專利權）人: 中國成達工程有限公司
• 主分類號: F16L23/20
• 分類號: F16L23/20;F16J9/20;F16J9/26
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 何祖斌

本發明屬于壓力管道及壓力容器技術領域，具體涉及一種金屬八角墊及其設計方法。其技術方案為：一種金屬八角墊，包括八角墊，八角墊的斜邊高度為八角墊的環高的1/n，n＝3～4，八角墊的環高與環寬之比H/A不超過1.6。一種金屬八角墊的設計方法，包括如下步驟：S1：限定八角墊的斜邊高度為八角墊的環高的1/4～1/3，八角墊的環高與環寬之比H/A不超過1.6；S2：初定八角墊的環寬；用可能出現的最大螺栓安裝載荷對八角墊的環寬所在環形平面產生的壓應力進行核算，若壓應力不超過許用抗壓強度，則確定八角墊的環寬；S3：根據八角墊的環高與環寬的比值H/A確定環高H。本發明提供了一種簡化確定環寬和環高的過程的金屬八角墊及其設計方法。

技術領域

本發明屬于壓力管道及壓力容器技術領域，具體涉及一種金屬八角墊及其設計方法。

背景技術

八角墊具有徑向自緊的作用，在CL900(PN150)及其以上的高壓力等級法蘭中被廣泛采用。現階段國內能采用的CLASS2500(PN420)級高壓標準法蘭尺寸僅能按照美標限于12寸(DN300)及其以下，主要受困于該級別法蘭的密封環墊-八角墊的設計方法無法實質突破。

為了突破現行美標的限制，使國內有能力設計出14寸(DN350)及其以上的CLASS2500(PN420)級高壓法蘭并標準化,降低壓力管道及壓力容器用法蘭的設計及制造成本，進一步為裝置的大型化提供可能，需要在八角墊的設計方法上進行突破。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明目的在于提供一種簡化確定環寬和環高的過程的金屬八角墊及其設計方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種金屬八角墊，包括八角墊，八角墊的斜邊高度為八角墊的環高的1/n，n＝3～4，八角墊的環高與環寬之比H/A不超過1.6；其中，H為環高，A為環寬。

滿足n＝3～4，H/A≤1.6時，八角墊的設計可大大簡化為校核環寬A所在環型平面內的壓應力不超過某一數值，以確保在螺栓載荷作用下八角墊在高度方向不出現塑性變形。

作為本發明的優選方案，所述八角墊的材料為金屬。

作為本發明的優選方案，所述八角墊的材料為碳鋼或不銹鋼。

一種金屬八角墊的設計方法，包括如下步驟：

S1：限定八角墊的斜邊高度為八角墊的環高的1/4～1/3，八角墊的環高與環寬之比H/A不超過1.6；

S2：初定八角墊的環寬；用可能出現的最大螺栓安裝載荷對八角墊的環寬所在環形平面產生的壓應力進行核算，若壓應力不超過許用抗壓強度，則確定八角墊的環寬；

S3：根據八角墊的環高與環寬的比值H/A確定環高H；

其中，H為環高值，A為環寬值。

該設計方法通過限定八角墊斜邊高度及環高與環寬之比值，將復雜的力學問題極大簡化，不再需要復雜的力學分析及計算，為可拆卸式管道及壓力容器向高壓及大尺寸方向發展奠定了基礎。

作為本發明的優選方案，可能出現的最大螺栓安裝載荷取值為螺栓屈服強度的50％～70％。

作為本發明的優選方案，所述需用抗壓強度設定為480～530Mpa。

作為本發明的優選方案，所述需用抗壓強度設定為510Mpa。

本發明的有益效果為：