简述碳钢法兰的设计注意事项

碳钢法兰，即本体材质为碳钢的法兰盘或末端法兰连接件。其中含有碳钢材质的法兰，称为碳钢法兰。常见材质为铸造碳钢牌号WCB、锻件A105，或Q235B，A3、10#、#20钢，16锰，45号钢、Q345B等。通常为防止生锈法兰表面有电镀层（黄锌、白锌等），或刷防锈油及喷涂防锈漆处理。生产工艺有锻造、铸造、中板卷制、中板割制等。其中锻造价格较高，中板产品二，铸造产品较低。就质量来说，锻造的较佳，卷制的二，铸造的较第三。但锻件口径一般较小。碳钢法兰紧密。它有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现全部密封。由于碳钢法兰在启闭过程中有擦拭性，所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。

一、碳钢法兰在设计时的注意事项分为以下五点：

（1）工装性能要求：碳钢法兰的2个法兰面是相互垂直的，而立式车床的工作台是水平回转的，所以该工装的主要功能是利用大端法兰上的螺栓孔把工装与法兰连接在一起。工装装夹在工作台上时应被加工的法兰平面与立式车床工作台同心并平行，为减少工装数量，该工装应能变换装夹位置，在1个工装上能加工弯头2端大小法兰。同时该工装需要具备足够的刚度，否则将严重影响法兰密封环槽的加工质量，所以在满足使用情况下，应尽量降低工装的高度，这样能提高刚度便于操作。该工装与碳钢法兰固定后回转半径不应超过立车的工作半径，并能方便装夹易于调整，方便进刀切削。

（2）工装刚度校验：槽型结构悬臂梁受力模型车削时受力发生弯曲和扭转，应校验其挠度和转角。通过以上校核，较大挠度7.27×lO-7m和较大转角8.969×10-5都是的变形，并在相关部位又增加了加强筋等，刚度远超计算数值，刚度全部能满足切削力的要求，该工装与弯头法兰组合后较大回转直径为2.42m<3.50m(双柱立车回转直径)，所以此工装理论上可行。

（3）工装设计制造：碳钢法兰由2块互成900的装夹底板，2块法兰托板和2块立板及4块加强筋板组焊而成。为工装的刚度，相连板块焊缝应开坡口焊透，焊角高20—30mm。在法兰托板上钻有相应的螺栓孔，法兰能与法兰托板用螺栓准确连接，小端法兰背面与托板之间留有能放入小型手动千斤顶的空隙，同时按顺着立板方向在法兰托板上开出缺口，以便将弯头装入工装之中，采用较厚钢板制成近似槽型结构的工装，能够满足切削时对刚性的需求。

（4）车削加工：加工碳钢法兰时，将底板向下调整装夹于立车工作台上，弯头法兰装人工装之中，大端法兰用螺栓与托板固定，法兰加工面与立车工作台同心且平行才能进行切削。加工小端法兰时将工装底板向下，装夹于立车工作台上，用6个手动小型千斤顶，将小端法兰背面和小托板之间顶紧后用螺栓将小端法兰与小托板固定，才能对小法兰进行切削，在切削找正装夹时应大小法兰的垂直度。

（5）碳钢法兰工装结构简单合理，制造方便、刚性好，加工时找正调整操作方便，全部满足了大型弯头法兰在立车上加工的需要加工出的3组弯头法兰全部合格，今后在没有端面加工机床的条件下，用立式车床加工同类部件开辟了一条新的途径。

碳钢法兰的另一层意思为：按照国度标准要求的尺寸、公差范围等生产的法兰盘，区别于不按标准尺寸生产的法兰片也称二标法兰(有人叫非标法兰是不正确的)，通常一些无良商家会减少法兰盘厚度、外径两项尺寸来达到节省材料的目的，还有用废旧钢材或边角料钢材加工法兰，通常这种钢材是化学成分和力学性能不达标的废料，较有甚者用黑钢厂私炼钢生产法兰，这种私炼钢使用的炼钢技术陈旧无法力学性能和焊接性能，使用时有可能无法和钢管焊接，或者钢材本身有裂缝、气孔等焊接上去后也会漏水。所以购买法兰盘时尽量选用碳钢法兰。