碳鋼對焊法蘭
碳鋼對焊法蘭油淬過程溫度場數(shù)值模擬與分析
　　碳鋼對焊法蘭是管件的一種，是指帶頸的、有圓管過渡的，并與管子對焊連接的法蘭。對焊法蘭不易變形，密封好，應用廣泛，適用于壓力或溫度大幅度波動的管線或高溫、高壓及低溫的管道，也適用于輸送價
　　格昂貴、易燃、易爆介質(zhì)的管路上，公稱壓力在PN16MPa左右。對焊法蘭需承受較大的壓力，同時具有良好的塑性和韌性，在熱處理中需進行調(diào)質(zhì)處理，即淬火和高溫回火，得到的組織為回火索氏體。
　　對焊法蘭油淬過程是加熱到Ac3或Ac1溫度，保溫后大于臨界冷卻速度，冷卻得到馬氏體的熱處理工藝。在ANSYS軟件的分析中屬于瞬態(tài)熱分析。
　　然而在油淬時，對焊法蘭各部分在冷卻時的溫度有差異，導致形成的組織不同，分布不均勻，最后在零件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力。
　　由于對焊法蘭一般采用含碳量小于0.77%的亞共析鋼，淬火后期望得到馬氏體組織，因為馬氏體組織能夠強化鋼鐵材料，馬氏體在高溫回火時將變成多邊形晶粒，回火索氏體由多邊形晶粒與顆粒狀滲碳體組成。亞共析鋼淬火時，冷卻溫度和冷卻時間對奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體、貝氏體還是馬氏體起著決定性的作用。研究淬火過程的溫度與時間的關系，對分析淬火產(chǎn)物有極其重要的意義。
　　1碳鋼法蘭有限元模型的建立對焊法蘭的建模是在ANSYS中進行的，根據(jù)對焊法蘭的幾何及邊界條件周期的對稱性，對零件的1/10建立模型。
　　首先，建立下部的部分空心圓柱，再在部分空心圓柱上挖出螺栓孔，然后建立上部的部分空心圓錐，最后將這幾部分體積粘接起來。
　　2對焊法蘭網(wǎng)格劃分對焊法蘭的密度為7850kg/m3，比熱容為460J/kg·℃，導熱系數(shù)為35W/m·K。設置單元邊的長度為0.001m，采用自由網(wǎng)格劃分，單元類型為三維六面體單元S°LID703，劃分網(wǎng)格。
　　3施加載荷和求解對焊法蘭的所有表面，包括插螺栓孔表面施加對流換熱載荷，換熱系數(shù)為530W/m2·K，油的溫度為板，起到輔助加熱的作用。保溫罩和油箱內(nèi)安裝有溫度傳感器，通過溫度傳感器將溫度信號反饋給溫控儀，由溫控儀控制電加熱器的運行。3.2回油裝置后變形器加熱油箱必須預加一定量的油脂，進行傳導加熱。當油箱油脂收集到回油液位時，油脂將沿回油槽回收到主加熱油箱進行循環(huán)利用。
　　4生產(chǎn)應用試驗2012年9月該石油鋼管鋼繩有限公司合股車間對一臺合股機進行了改造，安裝了高溫壓縮空氣吹油裝置和后變形器加熱融油裝置，通過1個月的生產(chǎn)試運行，徹底解決了合股機機體周邊的甩油污染問題。根據(jù)生產(chǎn)用表面脂量的記錄，改造前用油量為25.4L/天，改造后用油量為23.5L/天，可節(jié)油為1.9L/天。
　　經(jīng)過對樣品鋼絲繩含油量的檢測，改造后的鋼絲繩股含油量符合標準檢測要求。
　　目前該石油鋼管鋼繩有限公司根據(jù)生產(chǎn)試運行的數(shù)據(jù)正在規(guī)劃合股車間其他合股設備的淋油改造項目，來整體改善合股車間生產(chǎn)設備的生產(chǎn)環(huán)境和淋油浪費的問題。
　　5結語
　　通過對合股設備的項目改造，既順應了企業(yè)文明生產(chǎn)要求，又提高了生產(chǎn)管理水平。在滿足鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量標準要求的前提下，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，減少了污染，極大地改善了勞動者的生產(chǎn)操作環(huán)境。
　　鹽山縣鑫茂管件制造有限公司銷售的法蘭系列產(chǎn)品還有對焊法蘭，無縫法蘭，焊接法蘭，國標法蘭，高壓法蘭等產(chǎn)品，法蘭都是成對使用的,低壓管道可以使用絲接法蘭，四公斤以上壓力的使用焊接法蘭。兩片法蘭盤之間加上密封墊，然后用螺栓緊固。不同壓力的法蘭厚度不同，它們使用的螺栓也不同。水泵和閥門，在和管道連接時，這些器材設備的局部，也制成相對應的法蘭形狀，也稱為法蘭連接。