螺柱更换材质后法兰计算不合格，如何处理？

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但觉得这个案例非常好，所以帖出来让更多的坛友看见，看看大家的看法。

内容如下：

一台设备一开始采用的是40MnB的螺栓计算的设备法兰，法兰刚好合格。设备按照图纸施工制造完成。业主后来发现合同里的螺栓材料应该为35CrMoA，所以坚持要改为35CrMoA的材料。

设计人员用35CrMoA的螺栓核算法兰的强度，螺栓预紧力大了，法兰要加厚3mm。可是设备已经完成了，不可能重做，应该怎么办呢？业主又太强势，说服不了，也不敢和业主说不合格。

设计人员认为，虽然用35CrMoA的螺栓，只要采用和40MnB的相同的预紧力，不会发生泄漏问题，对法兰强度也没有影响。所以使用35CrMoA的螺栓没有问题，然后准备图纸上改为35CrMoA，手动修改一下计算书，瞒天过海。

这样做当然是违规的，如果不考虑违规问题，这个设备改了螺栓后，在使用过程中真的危险吗？

如果你是这个设计人员，你会如何处理这个问题？

制造5mm厚的螺栓垫板，分成对合的两部分，垫于法兰之下~~~是否可行?

这个设备改了螺栓后，在使用过程中应该不会危险，只要当初设计没有问题。不过，设计人员遇到较真的主了，悲催！就看他怎么忽悠了。

计算时考虑，按标准选用时，就不考虑螺栓影响。但要按标准选螺栓。计算了，最好要按计算书，不然设备出了问题，或管理出了问题。你要负全责。

计算时考虑，按标准选用时，就不考虑螺栓影响。但要按标准选螺栓。计算了，最好要按计算书，不然设备出了问题，或管理出了问题。你要负全责。

可以人为增高螺柱材料的安全系数，降低许用应力，同时在图纸上注明预紧力。
这么做是合规的。

40MnB这个材料不好买，我最近也刚好设计时用到这个材料40MnB，考虑到不好买，直接改成35CrMoA。
你们可以从设计和标准作为依据的角度给业主解释。如果硬是选35CrMoA材料设备反而不安全。

tie008 发表于 2018-1-10 17:40
制造5mm厚的螺栓垫板，分成对合的两部分，垫于法兰之下~~~是否可行?

吼吼，脑洞大开呀！

从计算上来分析的话，这个方案肯定是不行的。
因为加的这个垫环与法兰不是一个整体，这个垫环不能增加法兰的刚度及强度。更改螺栓材质后导致法兰计算厚度增加的原因，不是其他而是由于螺柱材质变化后，其许用应力变大导致法兰预紧工况的法兰力矩变大，最终结果是导致轴向应力\环向应力\径向应力校核不合格。

B0SS 发表于 2018-1-10 18:13
这个设备改了螺栓后，在使用过程中应该不会危险，只要当初设计没有问题。不过，设计人员遇到较真的主了，悲 ...

所以说，做设计不仅是知识水平、能力的问题，还得有一定的忽悠能力。哈哈

15269377660 发表于 2018-1-11 13:02
计算时考虑，按标准选用时，就不考虑螺栓影响。但要按标准选螺栓。计算了，最好要按计算书，不然设备出了问 ...

说是这么说。
其实这个案例是从标准上计算的“咬文嚼字”或者“锱铢必较”的态度来分析的，实际上有问题吗？不见得。

因为按GB150.3法兰waters的计算方法，SW6是对法兰中最大应力值反算出来的厚度而得出的，即按最大应力反推的，然而实际应用中，螺栓的预紧力是计算时的几倍的，所以这个案例个人认为，也是因为标准（或者说waters计算方法）的一个漏洞。

gn_1984 发表于 2018-1-11 13:47
40MnB这个材料不好买，我最近也刚好设计时用到这个材料40MnB，考虑到不好买，直接改成35CrMoA。
你们可以 ...

40MnB不好买？这个还真不知道。
如果设计考虑节约成本，满足各方面要求用板材做的甲型法兰，用35CrMo也不合适吧？不匹配呀

我也见到过一次类似的问题，不过不是材料原因，是螺栓规格选大了导致预紧力大从而法兰算不过，后来好像是是拿有限元分析了一下，具体怎么处理的不清楚。同意6楼说的“人为增高螺柱材料的安全系数，降低许用应力” ，这样计算书上能通过，就是不知道可不可以人为提高螺栓安全系数？

不能采用修改计算书的方法。可以提出预紧力要求，用力矩扳手上紧，保证垫片不会压溃，也保证密封。看到安装这样麻烦，业主也许改变主意。

螺栓由40MnB改为35CrMoA后，由于螺栓许用应力提高了，其预紧状态和操作状态的螺栓载荷均增大。这种情况下是否可以通过改变垫片的材料以及垫片内外径的尺寸（也就是DG，m，y）进行调整来满足螺栓力的要求。

yj6946 发表于 2018-1-12 17:26
不能采用修改计算书的方法。可以提出预紧力要求，用力矩扳手上紧，保证垫片不会压溃，也保证密封。看到安装 ...

不修改计算书的话，那实际与图纸不符呀！

豆蔓 发表于 2018-1-12 11:26
吼吼，脑洞大开呀！

从计算上来分析的话，这个方案肯定是不行的。

没看清楚题目，呵呵~~~~多谢指教~~~

可以在计算时更改螺柱的许用应力（降低），相当于增加螺柱的安全系数，但是在图纸上要标明扭矩。这样做也是可以的

个人觉得这个问题应该不存在啊！从来没有听说因为螺栓材质变了，而需要的预紧力变大啊！

wolfakun 发表于 2018-1-14 19:39
个人觉得这个问题应该不存在啊！从来没有听说因为螺栓材质变了，而需要的预紧力变大啊！

从waters法计算来说，就是这个问题。可以研究下法兰计算的相关公式

不修改计算书的话，那实际与图纸不符呀！

计算书不能修改，若有问题，证据确凿。17楼的方法很好，就是控制预紧力。