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、易爆介質的管路上，公稱壓力在 ＰＮ１６ ＭＰａ 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質處理，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［１］ 。 在 ＡＮＳＹＳ 軟件的分析中屬于瞬態熱分析。 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，最后在零件內部 產生殘余應力［２］ 。 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 產物有極其重要的意義。



1 對焊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，結果如圖 １ 所示。

2 對焊法蘭網格劃分

對焊法蘭的密度為 ７ ８５０ ｋｇ／ｍ３ ，比熱容為 ４６０ Ｊ／ｋｇ· ℃，導熱系數為 ３５ Ｗ／ｍ· Ｋ。 設置單元邊的 長度為 ０．００１ ｍ，采用自由網格劃分，單元類型為三 維六面體單元 ＳＯＬＩＤ７０ ３ ，劃分網格后的模型如圖 ２。

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，換熱系數為 ５３０ Ｗ／ｍ２ · Ｋ，油的溫度為板，起到輔助加熱的作用。 保溫罩和油箱內安裝有溫 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。

4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利用

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 個月的生產試 運行，徹底解決了合股機機體周邊的甩油污染問題。 根據生產用表面脂量的記錄，改造前用油量為 ２５．４ Ｌ／天，改造后用油量為 ２３．５ Ｌ／天，可節油為 １．９ Ｌ／ 天。 經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生產試運行 的數據正在規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設備的生產環境和淋 油浪費的問題。


通過對合股設備的項目改造，既順應了企業文明 生產要求，又提高了生產管理水平。 在滿足鋼絲繩產 品質量標準要求的前提下，降低了企業的生產成本， 減少了污染，極大地改善了勞動者的生產操作環境。