由此可以看出,作为一项设计,其所提供的原始依据应完整充分,现代的设计工作思路应该适应科技发展的需要,必须更严谨、更全面的考虑所设计的产品在各种环境下的适宜条件,只有这样,才能确保我们设计的产品既能可靠地完成其需要的使命,又能做到使用最少的材料和能源,把制造成本降到最低,从而使所制定的产品标准在技术上更具先进性。
我们知道货油系统一般在环境温度不大于50℃工况下运行,且介质工作温度一般不大于80℃~ 9O oC,通岸接头工作压力通常为1.0Mpa左右,所以由表3可以看出,若选用材质为Gr.60(415级)钢板的150磅级法兰,在使用温度不大于93℃时,150磅级的法兰允许的最大工作压力可达1.48MPa.因此选用150磅级的法兰,完全能满足通岸接头使用工况.从表3还可以看出,假如管路系统介质温度达到3l6℃以上,即使工作压力为1.0MPa,也不应选用150磅级的法兰,而应该选用300磅级的法兰.据此,可以充分说明,环境工况对产品性能的明显影响.
3 环境工况对ASME B 16.5中管法兰材料性能影响
美国机械工程师协会标准管法兰ASME B 16.5充分体现了选用材料的合理性和科学性.如在管法兰中选用了76种材料,其中锻件24种、铸造件21种、型材31种,而且,根据不同的使用介质、不同的压力和温度合理选用标准法兰.表4中汇集了3种管法兰常用的材料.从中可以看出如选用介质温度为93°C,最高使用压力为1.79MPa时,则可选用材质为E36 钢板的150 磅级法兰; 如果要选用00Crl8Nill和00Crl7Nil4Mo2材质时,则应选用300磅级的法兰.
4 环境工况对管系连接鬃同件材料性能影响
在选用法兰连接螺栓中, 同样要考虑工作环境的影响.如工作压力PN4.0MPa,使用温度。lO℃~120℃ ,按照表5选用螺栓、螺母性能等级为4.6级/5级:若使用温度为.1O℃一300℃,同样是PN4.0MPa,则螺栓、螺母性能等级应选用8.8级/8级;这是考虑到在高温条件下材料的力学性能也将随之有较大的变化.以碳钢为例,300℃的屈服点即降至常温下的屈服点的7O%左右。
5 结束语
通过以上分析,其结果充分说明,产品设计应充分考虑其工作条件和环境影响,否则顾此失彼,就有可能造成不应有的损失甚至事故.只有科学地、全面地处理有关产品的设计技术条件,才能使得我们设计的产品和制定的产品标准更加先进和科学。
参考文献:
[1]ASTM A 515/A 5l5M-03,Standard Specification for Pressure Vessel Plate,Carbon Steel,for intermediate and Higher-Temperature Service[S].
[2]ASME B 16.5-1996,管法兰及其附件[s].
[3] EN 1515-1:2000,法兰及其连接件螺栓[s].