对焊法兰的锻造与带颈对焊法兰的加工

对焊法兰的锻造工艺过程一般由以下工序组成，即选择优异钢坯下料、加热、成形、锻后冷却。锻造的工艺办法有自由锻、模锻和胎膜锻。出产时，按锻件质量的巨细，出产批量的多少选择不同的铸造办法。

对焊法兰多用于介质条件对比缓和的环境下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点在于价格对比便宜。对焊法兰的密封面可以分为光滑式、凹凸式和榫槽式三种。光滑式对焊法兰的应用范围很广，别的两种方式的对焊法兰在运用中也是对比多的。对焊法兰的结构正确，强度与刚度大，经得起高温高压、反复弯曲和温度波动等各种恶劣的环境，并且还不会下降密封性能。

对焊法兰适用于公称压力不超过2.5MPa的钢管道连接，在管道的链接中占有重要的作用和价值，但是在使用中公称压力在的范围中。对焊法兰的密封面可以制成光滑式、凹凸式和榫槽式三种，光滑式对焊法兰的应用量大，多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜。对焊法兰适用于压力或温度大幅度波动的管线或高温、高压及低温的管道，也用于输送价格昂贵、易燃、易爆介质的管路上。

目前，对焊法兰在管件中具有普遍的使用和推广，因为适用范围和使用环境不同，因此，需要按照相应的方式和方法进行使用。

对焊法兰是指带颈、有圆管过渡并与管道通过对焊方式连接的法兰，普遍用于压力容器与管道的焊接。径向辗环是指毛坯在径向辗环机作用下，壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。对焊法兰径向辗环工艺复杂，认识对焊法兰成形规律，掌握毛坯结构尺寸对辗环质量的影响，减少和避免辗扩缺陷的发生，对于提升对焊法兰环件的质量，具有重要的工程意义。

以DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰为研讨对象，开展对焊法兰径向辗环理论分析和数值模拟，对毛坯进行设计，主要研讨内容以及取得的成果如下：

一、DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰毛坯设计。以DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰为对象，根据以上翘曲、充不满及金属流动分析，确定了毛坯设计原则，设计不同结构尺寸的四种毛坯方案。通过分析对焊法兰毛坯形状和尺寸对辗环成形质量的影响，得出金属轴向流动量越小越容易充满型腔。综合比较四种方案，金属型腔中的充满情况、辗辊力大小、翘曲情况、毛坯的制坯难易程度等，后期确定了一种较为理想的毛坯，为对焊法兰径向辗环毛坯设计提供依据和指导。

二、DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰径向辗环工艺制订。通过对DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰工艺参数进行分析，制订辗扩比，依照体积不变、形状相似原则，计算出毛坯尺寸。基于辗环的咬入条件、锻透条件，确定出给定对焊法兰毛坯的辗环进给速度和转速范围，在此范围内，通过给定毛坯外半径长大曲线，推出芯辊进给曲线，根据抱角不变原则，推出抱辊轨迹，制订了对焊法兰径向辗环工艺。

三、DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰径向辗环数值模拟。根据以上辗环策略，进行对焊法兰径向辗环数值模拟，通过对无抱辊和有抱辊两种工况模拟分析比较，证明了抱辊的重要作用。通过有抱辊工况模拟，得辗环过程中的等效应力、等效应变云图以及各辗辊力曲线。通过分析塑性变形的发生、发展过程，阐述辗环过程中出现的翘曲、充不满等缺陷产生的原因。总结金属流动规律，得出对焊法兰径向辗环过程中，毛坯颈部有向大端面流动趋势。

带颈对焊法兰加工时的注意事项

一、带颈对焊法兰对接连接时，密封面应保持平行。法兰密封面的平行度允许偏差，即直径方向两个对称点的大偏差。

二、带颈对焊法兰连接时应保持平行。其平行偏差一般不应超过法兰外径的1.5mm且不大于2mm。

三、为拆卸方便，法兰平面、紧固螺栓与建筑物和支架的距离不应小于200mm。

四、使用带颈对焊法兰对筒体进行组装之前，改成要使用直尺对筒体的端面进行检查，确定端面的倾斜尺寸不大于15毫米。

五、带颈对焊法兰的加工尺寸、垫片的材质和规格应符合标准规定或设计要求，垫料弹性良好，还应蚀。

六、带颈对焊法兰装配前，应先清理表面和密封面的杂质(铁屑、油污等)，直到露出金属光泽为止。法兰密封面上的密封线也改成要剔清楚。

七、螺栓、螺母配合良好。两者的螺纹都要完整、-无缺陷。所用螺栓规格统一，安装方向一致且应对称、交叉地进行均匀拧紧。拧紧后，螺栓应能露出螺母外5mm以内，.并不大于2倍螺距。

八、带颈对焊法兰不能安装在墙壁、楼板和套管内，也不可以理入地下。埋地管道或、不通行地沟管道的法兰应设置检查井。

九、法兰和法兰进行连接的时候应当尽量的确定密封面的平行。

十、密封垫片是整个法兰连接(包括法兰、垫片、螺柱、螺母)的基础。垫片的材质、结构和尺寸是影响螺栓力和法兰力矩大小的主要因素之一。

十一、使用带颈对焊法兰和筒体进行组装的时候，应当使用法兰弯尺对法兰的垂直度进行检查。

十二、对法兰强度起主要作用的三个应力都是弯曲应力，而弯曲应力的大小又与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大小的关键尺寸是法兰盘的厚度。对于带颈法兰，增加颈的厚度对提升法兰强度会有比增加法兰盘厚度良好的效果。

十四、增加与法兰片连接处器壁(或管壁)的壁厚，不但会减小法兰加给器壁的弯曲应力，而且增厚的器壁会反过来增大法兰盘的刚度、减小法兰盘中的弯曲应力。