[发明专利]一种高强度柔性带颈法兰结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种法兰，尤其涉及一种高强度柔性带颈法兰结构。

背景技术

随着长距离、大容量输电技术的发展，特高压输电线路的建设，输电杆塔结构呈现出大型化的趋势，高强度钢材在钢管构件及法兰连接节点的应用日益迫切。

现有的输电线路钢管塔主材连接常用有加劲法兰和无加劲法兰。无加劲法兰，由于没有加劲肋板而导致法兰板变形较大，其强度也相对较小；有加劲法兰，如图1所示，其上焊接有加劲肋板，增加了焊接的工作量，且焊接质量不易保证。

带颈法兰为一种新型的法兰连接型式，一体锻造而成，没有加劲肋板，因此避免了有加劲法兰焊接工作量大的问题，较易保证产品质量；带颈法兰与无加劲法兰相比增设了法兰颈，由此提高了法兰的强度和刚度，从而扩大了法兰在各种不同管径钢管连接的适用范围。目前，我国输变电工程中的高强钢管塔z主材仍大多采用高强度的有加劲法兰连接；有个别采用Q345带颈法兰来连接高强度钢管，虽然承载性能满足要求，但强度匹配度不合理。例如日本输电钢管塔采用的带颈法兰为刚性法兰，即法兰板较厚、刚度较大，无翘起变形，由此造成了法兰整体用钢量较大、不甚经济。

另外，我国石化等其它行业及日本输电行业法兰与钢管的连接方式常用插入式或平焊连接方式，即钢管与法兰之间有两条角焊缝，焊接工作量相对较大，其焊缝等级要求低但焊缝质量检测困难，焊缝质量难以控制，且两条角焊缝离开较远，实际受力不均匀；此外，平焊法兰与钢管的连接方式是钢管插入到法兰颈内，容易在钢管外壁与法兰颈内壁之间产生一定的间隙，如果角焊缝存在沙眼、夹渣等缺陷，法兰酸洗时酸洗液体会从缺陷处进入平焊法兰颈内壁和钢管外壁之间的间隙，随后在镀锌池中镀锌时，高温会使间隙中的液体转为气体并迅速膨胀，导致间隙内压迅速加大而胀裂焊缝，严重时甚至产生爆管。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高强度柔性带颈法兰，该法兰的法兰颈部及螺栓的受力更合理，且相对减薄了法兰板厚度、节省了用钢量。

本发明的具体方案为：

一种高强度柔性带颈法兰结构，包括凸台形法兰本体，在该凸台凸出部分设有与其轴线平行的通孔，所述凸出部分底部的法兰板上设有与所述轴线平行的螺栓孔，所述螺栓孔中心线至法兰本体边沿距离a不小于1.1倍螺栓直径，所述通孔的孔径不等。

进一步的，所述通孔的内壁具有倾斜面，所述通孔内壁的倾斜面由法兰本体顶端向下收缩，形成上端大、下端小的通孔。

进一步的，所述所述通孔内壁的倾斜面与垂直面的夹角为5°-15°。

进一步的，所述通孔的内壁具有弧面，形成两端小、中间大的通孔。

进一步的，所述通孔内壁的倾斜面的底端连接有垂直段。

进一步的，所述通孔内壁的倾斜面垂直高度与所述垂直段的高度比为1.2:1。

进一步的，所述钢管的底端与所述法兰本体的顶端相抵形成环向焊缝，所述钢管与法兰本体通过所述环向焊缝焊接成一体。

进一步的，所述法兰本体采用强度不小于Q390强度级别的钢材制成。

进一步的，还包括与所述螺栓孔相配合的螺栓，所述螺栓的强度等级不小于8.8级。

进一步的，同所述法兰本体轴线平行的外壁具有由上向下扩张的倾斜面。

进一步的，所述法兰板4厚度由如下公式计算得出：

Rf=Tb·ba]]>

τ=1.5·RfC·E≤fV]]>