盲板厚度计算

由于盲板两面被法兰压紧，且盲板所受压力在盲板上是均匀分布的，盲板受力的结果是使盲板变曲变形。由此可知，盲板可以按“周边固定的承受均布载荷的平板封头”来做应力分析；盲板与管道之间不焊接，且管端有法兰，故盲板基本不会对管道造成边界应力；对盲板做应力分析主要考虑的是盲板受压后弯曲变形的问题。

1平板封头厚度计算

对圆形平板做内力分析得出平板封头的最大弯曲应力为：

式中：σmax——平板封头的最大弯曲应力，MPa；

K——与平板周边支承方式有关的系数，无因次；

P——封头承受的压力，MPa；

D——管道直径，mm；

S——平板厚度，mm。

1.2平板封厚度计算

由σmax≤[σ]Φ和公式（1）得出平板封头厚度计算公式：

式中：[σ]——设计温度下钢板的许用应力，MPa；

Φ——焊缝系数；

C——壁厚附加量，由钢板负偏差C1、腐蚀裕量C2组成，即C＝C1+ C2。

对盲板而言，（2）式中各项参数的具体选 用：

① 盲板的支承方式为周边固定，K值取0.188；

② 在整张的铁板上割盲板不会有焊缝存在，Φ值取1；

③ 取盲板使用压力可能达到的最高值。

a. 为方便计算，P与[σ]取相同计量单位MPa.

b. 当所使用的盲板较重时，要考虑盲板的自重，压力要加一个自重修正值PG＝盲板的重量/管道流通面积。

c. 当被隔离的介质为液体时，要考虑是否存在静压，静压值计算：

P＝ρgh/1×106

式中：P——静压，MPa；

ρ——介质密度，kg/m3；

g——重力加速度，9.8m/s2；

h——液位高度，m。

④ 盲板厚度Sc与管道公称直径Dc单位相同，当计算所得盲板厚度小于3mm时，取3mm。即受压盲板的最小厚度为3mm；

⑤ 由于盲板主要是受弯曲应力，故许用应力值就采用钢板的许用弯曲应力，其确定方法如下：

a. 盲板中存在的一次弯曲应力，是沿板厚呈直线分布的。随着内压的增长，首先是上、下表面进入屈服，其他部分仍处于弹性状态。虽然此时的最大弯曲应力已经达到材料的屈服极限，但整个盲板除了上、下表面仍处于弹性状态，因而不会导致盲板的失效。按照极限设计法的原则，只有当平板整个截面上各点的应力均达到屈服极限时，结构才算失效。板此时所受的载荷称为极限载荷，与这一载荷相对应的应力称为极限应力：

σmax＝1.5σs（3）

式中σb为材料的屈服极限，查“钢板的许用应力值”表可得。

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c. 结合式（3）、（4）可以得出钢板的许用弯曲应力值为

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式中ns即为安全系数，实践中为了使[σb]不超过σs，一般所选安全系数ns≥1.5。将式（5）代入式（2）得：

式中钢板在设计温度下的许用应力[σ] t可查“钢板的许用应力值”表可得。

d. 由于盲板特定的使用条件，使它在使用中允许有微量的永久变形，所以，ns可以取比压力容器设计中选用的要低的一些的值，相应地式（6）有两种特殊情况。

当直径<400mm温度<300℃时，可取ns＝1.0，

（6-1）

当直径≥400mm、温度<300℃时，可取ns＝1.5，

（6-2）

从适用条件和实践结果看，式（6-1）在生产实践中用得最多。

⑥C的确定，一般情况下盲板的厚度不会超过30mm，故钢板负偏差值取0～1mm；由于盲板使用时间较短，腐蚀裕量可以不考虑。故C值结合计算结果的取整可在0～1mm

范围内酌情选取。

计算出盲板的厚度后，盲板的直径查管法兰规格，取法兰密封面直径（一般法兰规格尺寸的D2值）即可。

例如：在DN200、PN16、常温的管道法兰上加盲板，单面受压P＝0.686MPa钢板材料20g，计算盲板规格。

查表DN200、PN16的管法兰密封面直径268mm，20g钢板屈服极限245MPa，则按式（6-1）计算：

取C＝0.3mm则Sc＝3.7+0.3＝4.0mm

即盲板规格：厚4mm、直径268mm，这一计算结果在实践中使用一段时间后，拆下盲板检查，盲板未发生变形。 (王金平)