石油化工设备
SHIYOU HUAGONG SHEBEI
1999年 第3期
No3 1999法兰分瓣下料时钢板尺寸计算
符金城
摘要 提供了大型法兰分瓣下料时在任选钢板宽度情况下，所需钢板长度较准确的计算公式和划线方法。用此方法可直接在钢板上划线。
关键词 法兰 分瓣下料 钢板 长度 计算
分类号 TQ 050.6
在制造石油化工机械和通用机械中的大直径法兰时，一般先将钢板切割成环
段，即扇形板，然后焊接成环状法兰。在切割之前常用作图法做出纸片样板，再在钢板上划线。这样，尺寸精度往往不易保证，且要耗费许多时间和纸料。笔者将介绍一个经过实践检验的公式，可根据现有任选钢板的宽度和法兰的内、外半径，求出钢板所需的长度，并直接在钢板上划线。
1 计算公式
设矩形钢板宽度为b, 一个环状法兰包含的扇形板数量为n, 则一个法兰所需钢板的长度L 由下式确定：
(n-1)+(R-r)cos（α/2）
+10(1)
式中，L 为一个法兰所需钢板的长度，R 为法兰外半径，r 为法兰内半径，单位均为
mm; 考虑到热切割切口宽度及尺寸误差， 而增加10 mm的附加量;n 为一个法兰中扇形板的数目，n=360°/α，其中α为一个扇形板所对的圆心角，(°) 。
计算时，由已知的R 、r 及b ，根据几何关系式α/2=arcsin(b/2R)，求出α/2及
α。由n=360°/α求出n ，进而求出钢板长度L 。实践证明，此公式较为准确。当法兰直径在2 000～
4 000 mm时，L 误差值不超过2%。
2 几项说明
(1)确定R 及r 划线用实际值时，应考虑法兰焊后机加工余量。
(2)由于余料利用等原因，现有钢板宽度b 可能是多种多样的，算出来的块数n 常常不为整数。这时可取比n 大的最近整数代入式(1)求出L 值。法兰拼焊时将其中
一块扇形板按n 值小数部分所对的圆心角沿其向心线切断，弃去多余部分。也可根
据n=360°/α及α/2=arcsin(b/2R)关系式，先确定扇形板数目n ，然后求出b 来选择
合适的钢板。可见式(1)适用于不同宽度的钢板。
3 应用举例
现行压力容器法兰标准JB 4720-92《乙型平焊法兰》中有一种PN=1.0
MPa,DN=1 000 mm的法兰，若选用b=600 mm钢板切割扇形板，求所需长度L 。
解： 查该标准， DN=1 000, D=1 140,即R=570，r=500(单位均为mm) 。则
α/2=31°45′24″, α=63°30′49″,n=5.668,取n=6代入式(1)，解得L=616.47
mm 。拼焊时把其中一块按63°30′49″×0.668=42°25′37″划出向心线并切断，弃去其余部分。
用作图法对该法兰进行验证，与计算相吻合，作图方法见图1。作此图时未加
上加工余量，实际操作时应予以考虑。
图1 钢板下料图
划线步骤：①根据b=600 mm划出中心线及与之平行的两条长边线，再划出与之垂直的一条短边线。②设第一扇形板的外圆弧与短边线相切，根据切点在中心线上找到第一块圆心O 1。划出第一块内、外圆弧与两长边线各相交。设与一条长边线的交点相应为P 1和P 2。③以P 2为圆心,R 为半径划圆弧，交中心线于O 2，O 2即为第2块的圆心。划出第2块的内、外圆弧。进而求得第3块的圆心。以此类推，划出6块的内
外圆弧线。④各块从外圆弧左右两个端点起沿各自径向线切除两端多余部分，即成所需的扇形板。
4 结语
用此方法进行下料，可以充分利用余料，且无需做纸样，所以节省钢材、纸料和制作时间。
作者单位：符金城（化工部湘东化工机械厂(攸县 412300) 高级工程师）
(收稿日期：1999-02-02)(张编
)
石油化工设备
SHIYOU HUAGONG SHEBEI
1999年 第3期
No3 1999法兰分瓣下料时钢板尺寸计算
符金城
摘要 提供了大型法兰分瓣下料时在任选钢板宽度情况下，所需钢板长度较准确的计算公式和划线方法。用此方法可直接在钢板上划线。
关键词 法兰 分瓣下料 钢板 长度 计算
分类号 TQ 050.6
在制造石油化工机械和通用机械中的大直径法兰时，一般先将钢板切割成环
段，即扇形板，然后焊接成环状法兰。在切割之前常用作图法做出纸片样板，再在钢板上划线。这样，尺寸精度往往不易保证，且要耗费许多时间和纸料。笔者将介绍一个经过实践检验的公式，可根据现有任选钢板的宽度和法兰的内、外半径，求出钢板所需的长度，并直接在钢板上划线。
1 计算公式
设矩形钢板宽度为b, 一个环状法兰包含的扇形板数量为n, 则一个法兰所需钢板的长度L 由下式确定：
(n-1)+(R-r)cos（α/2）
+10(1)
式中，L 为一个法兰所需钢板的长度，R 为法兰外半径，r 为法兰内半径，单位均为
mm; 考虑到热切割切口宽度及尺寸误差， 而增加10 mm的附加量;n 为一个法兰中扇形板的数目，n=360°/α，其中α为一个扇形板所对的圆心角，(°) 。
计算时，由已知的R 、r 及b ，根据几何关系式α/2=arcsin(b/2R)，求出α/2及
α。由n=360°/α求出n ，进而求出钢板长度L 。实践证明，此公式较为准确。当法兰直径在2 000～
4 000 mm时，L 误差值不超过2%。
2 几项说明
(1)确定R 及r 划线用实际值时，应考虑法兰焊后机加工余量。
(2)由于余料利用等原因，现有钢板宽度b 可能是多种多样的，算出来的块数n 常常不为整数。这时可取比n 大的最近整数代入式(1)求出L 值。法兰拼焊时将其中
一块扇形板按n 值小数部分所对的圆心角沿其向心线切断，弃去多余部分。也可根
据n=360°/α及α/2=arcsin(b/2R)关系式，先确定扇形板数目n ，然后求出b 来选择
合适的钢板。可见式(1)适用于不同宽度的钢板。
3 应用举例
现行压力容器法兰标准JB 4720-92《乙型平焊法兰》中有一种PN=1.0
MPa,DN=1 000 mm的法兰，若选用b=600 mm钢板切割扇形板，求所需长度L 。
解： 查该标准， DN=1 000, D=1 140,即R=570，r=500(单位均为mm) 。则
α/2=31°45′24″, α=63°30′49″,n=5.668,取n=6代入式(1)，解得L=616.47
mm 。拼焊时把其中一块按63°30′49″×0.668=42°25′37″划出向心线并切断，弃去其余部分。
用作图法对该法兰进行验证，与计算相吻合，作图方法见图1。作此图时未加
上加工余量，实际操作时应予以考虑。
图1 钢板下料图
划线步骤：①根据b=600 mm划出中心线及与之平行的两条长边线，再划出与之垂直的一条短边线。②设第一扇形板的外圆弧与短边线相切，根据切点在中心线上找到第一块圆心O 1。划出第一块内、外圆弧与两长边线各相交。设与一条长边线的交点相应为P 1和P 2。③以P 2为圆心,R 为半径划圆弧，交中心线于O 2，O 2即为第2块的圆心。划出第2块的内、外圆弧。进而求得第3块的圆心。以此类推，划出6块的内
外圆弧线。④各块从外圆弧左右两个端点起沿各自径向线切除两端多余部分，即成所需的扇形板。
4 结语
用此方法进行下料，可以充分利用余料，且无需做纸样，所以节省钢材、纸料和制作时间。
作者单位：符金城（化工部湘东化工机械厂(攸县 412300) 高级工程师）
(收稿日期：1999-02-02)(张编
)