齐齐哈尔市新标DN1000带颈法兰连接方式

齐齐哈尔市新标DN1000带颈法兰连接方式灵煊管道贾经理
近年来，中国电网建设发展迅速，特大高压输电线路的建设增多，输电塔结构日益大型化，对杆塔承载力的要求也越来越高，因此具有承载能力优势的钢管塔在实际工程中越来越多地被采用。据统计资料显示，截至2008年10月，中国已有47项电网工程采用了钢管塔，其中大跨越塔38项。目前，钢管塔多采用法兰连接，常用的钢管连接方式有2种，即刚性法兰连接和柔性法兰连接。
　DN1000带颈法兰为了增大法兰板的连接刚度及约束法兰板的变形，在法兰板与螺栓之间沿钢管方向设置加劲板，形成有加劲板的法兰，称为刚性法兰。刚性法兰具备足够的刚度和强度，遵循了强节点弱构件的设计原则。但是，大量的焊接作业形成的焊接应力，造成法兰板的变形难以控制，而加劲板的设置则妨碍了焊缝的检测，影响质量控制。为了使法兰制作与安装方便，避免大量的焊接作业，在法兰板与螺栓之间不设加劲板而直接由钢管与法兰板直接焊接而成的这种法兰，DN1000带颈法兰称为柔性法兰。柔性法兰具有外形简洁美观、制作与安装方便等优点，目前中国已有大量工程在采用。但柔性法兰直接由钢管与法兰板直接焊接而成，使其在受力时法兰板变形较大，连接螺栓受力不均匀，影响法兰的承载能力。

通过对法兰颈高度、上法兰颈厚度、下法兰颈厚度、法兰板厚度以及法兰螺栓位置等参数的有限元计算分析，可以得出以下结论：
　　(1)增大或减小法兰外径的10%，法兰颈和法兰板的应力大小变化不超过5%，因此，调整法兰外径的大小对法兰颈和法兰板的Mises应力大小影响均较小。
　　(2)调整法兰板厚度，法兰颈和法兰板的应力分布情况基本不变，但对法兰板的应力大小影响较大。
　　随着法兰板厚度增大或减小10%，法兰板应力减小或增大15%左右，但仍小于屈服强度，处于弹性阶段。增大法兰板的厚度，可增大法兰板的刚度，有利于减小法兰颈与法兰板的应力。在减小法兰板厚度10%的情况下，1.0倍设计荷载下试件的各部分应力均小于其屈服强度。建议可将法兰板厚度减小10%，此时高颈法兰的法兰板和法兰颈的屈服承载力均能达到设计荷载的1.4倍以上，具有较高的安全储备。
　　(3)法兰颈高度对法兰颈和法兰板的应力大小均有较大的影响。增大或减小10%的法兰颈高度，法兰颈应力减小或增大15%左右，法兰板应力减小或增大20%左右，但仍均小于屈服强度，处于弹性阶段。增大法兰颈的高度，可增大法兰的整体受力刚度，有利于减小法兰颈与法兰板的应力。在减小法兰颈高度10%的情况下，试件在1.0倍设计荷载下的各部分应力仍小于其屈服强度，因此，建议将试件法兰颈高度减小10%，此时高颈法兰试件的法兰板和法兰颈的屈服承载力均能达到设计荷载的1.4倍以上，具有较高的安全储备。
　　(4)钢管直径大小对法兰颈和法兰板的应力大小的影响较小。增大或减法兰直径的10%，法兰颈和法兰板的应力大小变化均不超过5%。DN1000带颈法兰
　　(5)法兰颈外径大小对法兰颈和法兰板的应力大小的影响较大。增大法兰颈有利于提高法兰整体刚度，减小法兰颈和法兰板的应力。随着法兰颈外径增大或减小10%，法兰颈应力减小或增大15%左右，法兰板应力减小或增大18%左右，仍均小于屈服强度，处于弹性阶段。因此，增大法兰颈外径可增大法兰颈下端厚度，有利于法兰颈与法兰板部位的整体受力，可减小法兰颈与法兰板部位的应力。
　　(6)法兰螺栓中心圆的直径对法兰颈和法兰板应力大小的影响较大。减小螺栓中心圆直径时，由于螺栓位置靠近法兰板与法兰颈连接处，出现应力集中现象，法兰板的应力增加较大，可达到50%。

螺纹钢主力1801合约出现大幅回落，上周五收于3577元/吨，较周下跌199元/吨。我们认为，一方面，供应端利好基本释放，武安、唐山限产落地，市场对自11月15日开始的冬季限产消化已久，供应收缩的提振作用边际弱化；另一方面，10月中旬以来，DN1000带颈法兰终端需求持续走弱，北方地区受环保和天气因素影响需求停滞，全国其他地区终端需求表现也不甚理想，北材南下力度加大给市场带来较大的心理压力。总体来看，钢市供应收缩，需求同步下降，短期钢价难言乐观。

十一假期结束后，全国终端成交呈现逐步走弱的态势，尤其是上周，终端需求明显萎缩，贸易商出货压力加大。分地区来看，北方地区由于空气质量不佳，环保压力仍存，叠加天气迅速转凉，施工工地大部分处于停滞状态，需求不断萎缩。DN1000带颈法兰
　　北方出货不畅导致北材南下力度不断加大，近期华南地区到港船只明显增加，港口出现较为严重的挤港现象。今年北材南下时间较往年提前，并且力度要强于往年，因而华东和华南地区面临较大的供应压力。