[发明专利]一种金属八角垫及其设计方法

说明书

本发明属于压力管道及压力容器技术领域，具体涉及一种金属八角垫及其设计方法。其技术方案为：一种金属八角垫，包括八角垫，八角垫的斜边高度为八角垫的环高的1/n，n＝3～4，八角垫的环高与环宽之比H/A不超过1.6。一种金属八角垫的设计方法，包括如下步骤：S1：限定八角垫的斜边高度为八角垫的环高的1/4～1/3，八角垫的环高与环宽之比H/A不超过1.6；S2：初定八角垫的环宽；用可能出现的最大螺栓安装载荷对八角垫的环宽所在环形平面产生的压应力进行核算，若压应力不超过许用抗压强度，则确定八角垫的环宽；S3：根据八角垫的环高与环宽的比值H/A确定环高H。本发明提供了一种简化确定环宽和环高的过程的金属八角垫及其设计方法。

技术领域

本发明属于压力管道及压力容器技术领域，具体涉及一种金属八角垫及其设计方法。

背景技术

八角垫具有径向自紧的作用，在CL900(PN150)及其以上的高压力等级法兰中被广泛采用。现阶段国内能采用的CLASS2500(PN420)级高压标准法兰尺寸仅能按照美标限于12寸(DN300)及其以下，主要受困于该级别法兰的密封环垫-八角垫的设计方法无法实质突破。

为了突破现行美标的限制，使国内有能力设计出14寸(DN350)及其以上的CLASS2500(PN420)级高压法兰并标准化,降低压力管道及压力容器用法兰的设计及制造成本，进一步为装置的大型化提供可能，需要在八角垫的设计方法上进行突破。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种简化确定环宽和环高的过程的金属八角垫及其设计方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种金属八角垫，包括八角垫，八角垫的斜边高度为八角垫的环高的1/n，n＝3～4，八角垫的环高与环宽之比H/A不超过1.6；其中，H为环高，A为环宽。

满足n＝3～4，H/A≤1.6时，八角垫的设计可大大简化为校核环宽A所在环型平面内的压应力不超过某一数值，以确保在螺栓载荷作用下八角垫在高度方向不出现塑性变形。

作为本发明的优选方案，所述八角垫的材料为金属。

作为本发明的优选方案，所述八角垫的材料为碳钢或不锈钢。

一种金属八角垫的设计方法，包括如下步骤：

S1：限定八角垫的斜边高度为八角垫的环高的1/4～1/3，八角垫的环高与环宽之比H/A不超过1.6；

S2：初定八角垫的环宽；用可能出现的最大螺栓安装载荷对八角垫的环宽所在环形平面产生的压应力进行核算，若压应力不超过许用抗压强度，则确定八角垫的环宽；

S3：根据八角垫的环高与环宽的比值H/A确定环高H；

其中，H为环高值，A为环宽值。

该设计方法通过限定八角垫斜边高度及环高与环宽之比值，将复杂的力学问题极大简化，不再需要复杂的力学分析及计算，为可拆卸式管道及压力容器向高压及大尺寸方向发展奠定了基础。

作为本发明的优选方案，可能出现的最大螺栓安装载荷取值为螺栓屈服强度的50％～70％。

作为本发明的优选方案，所述需用抗压强度设定为480～530Mpa。

作为本发明的优选方案，所述需用抗压强度设定为510Mpa。

本发明的有益效果为：