一　引言
在化工企業生產系統與檢修系統的安全隔離中，通常采取加盲板的辦法，現對盲板的受力情況做應力分析給出了盲板厚度的計算方法。并結合實例進行計算，其結果即為盲板的最薄厚度。對盲板的使用也提出相應的注意事項。

在化工企業中，經常遇到邊生產邊檢修的情況，為了保證生產系統和檢修系統的有效隔離，通常采用在相關聯的管道的法蘭之間加盲板的辦法。這就涉及到盲板的選用問題，對于高壓盲板——無孔透徑墊，有成系列的產品可供選購，在此不再介紹。而對于中低壓盲板，都是由各單位自己用氣割制作一塊圓形的鐵板作為盲板來使用，而盲板的直徑和厚度大多憑經驗選取，沒有科學的依據。如果盲板選薄了，使用過程中變形，就很難從法蘭之間抽出來。如果盲板選厚了，法蘭之間的間距又不夠寬，就很難插到法蘭之間去。另外，這也是一種材料的浪費。不管盲板選得太厚還是太薄，這兩種情況均會給施工帶來不便。為了使用盡可能薄的盲板，又要保證盲板在使用過程中不發生變形，本文對盲板的受力情況做應力分析并結合實例給出了盲板厚度的計算方法。其計算結果即為盲板的最薄厚度。對于不受壓的盲板，僅起到隔離和密封作用，在此也不做討論。

二　盲板的厚度計算

由于盲板兩面被法蘭壓緊，且盲板所受壓力在盲板上是均勻分布的，盲板受力的結果是使盲板變曲變形。由此可知，盲板可以按“周邊固定的承受均布載荷的平板封頭”來做應力分析；盲板與管道之間不焊接，且管端有法蘭，故盲板基本不會對管道造成邊界應力；對盲板做應力分析主要考慮的是盲板受壓后彎曲變形的問題。

1平板封頭厚度計算

　　對圓形平板做內力分析得出平板封頭的最大彎曲應力為：



式中：σ_max——平板封頭的最大彎曲應力，MPa；

K——與平板周邊支承方式有關的系數，無因次；

P——封頭承受的壓力，MPa；

D——管道直徑，mm；

S——平板厚度，mm。

1.2平板封厚度計算

　　由σ_max≤[σ]Φ和公式（1）得出平板封頭厚度計算公式：



式中：[σ]——設計溫度下鋼板的許用應力，MPa；

Φ——焊縫系數；

C——壁厚附加量，由鋼板負偏差C₁、腐蝕裕量C₂組成，即C＝C₁+ C₂。

　　對盲板而言，（2）式中各項參數的具體選 用：

① 盲板的支承方式為周邊固定，K值取0.188；

② 在整張的鐵板上割盲板不會有焊縫存在，Φ值取1；

③ 取盲板使用壓力可能達到的最高值。

a. 為方便計算，P與[σ]取相同計量單位MPa.

b. 當所使用的盲板較重時，要考慮盲板的自重，壓力要加一個自重修正值P_G＝盲板的重量/管道流通面積。

c. 當被隔離的介質為液體時，要考慮是否存在靜壓，靜壓值計算：

P＝ρgh/1×10⁶

式中：P——靜壓，MPa；

ρ——介質密度，kg/m³；

g——重力加速度，9.8m/s²；

h——液位高度，m。

④ 盲板厚度S_c與管道公稱直徑D_c單位相同，當計算所得盲板厚度小于3mm時，取3mm。即受壓盲板的最小厚度為3mm；

⑤ 由于盲板主要是受彎曲應力，故許用應力值就采用鋼板的許用彎曲應力，其確定方法如下：

a. 盲板中存在的一次彎曲應力，是沿板厚呈直線分布的。隨著內壓的增長，首先是上、下表面進入屈服，其他部分仍處于彈性狀態。雖然此時的最大彎曲應力已經達到材料的屈服極限，但整個盲板除了上、下表面仍處于彈性狀態，因而不會導致盲板的失效。按照極限設計法的原則，只有當平板整個截面上各點的應力均達到屈服極限時，結構才算失效。板此時所受的載荷稱為極限載荷，與這一載荷相對應的應力稱為極限應力：

σ_max＝1.5σ_s（3）

式中σ_b為材料的屈服極限，查“鋼板的許用應力值”表可得。

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c. 結合式（3）、（4）可以得出鋼板的許用彎曲應力值為

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式中n_s即為安全系數，實踐中為了使[σ_b]不超過σ_s，一般所選安全系數n_s≥1.5。將式（5）代入式（2）得：



式中鋼板在設計溫度下的許用應力[σ] ^t可查“鋼板的許用應力值”表可得。

d. 由于盲板特定的使用條件，使它在使用中允許有微量的永久變形，所以，n_s可以取比壓力容器設計中選用的要低的一些的值，相應地式（6）有兩種特殊情況。

當直徑<400mm溫度<300℃時，可取n_s＝1.0，



（6-1）

當直徑≥400mm、溫度<300℃時，可取n_s＝1.5，



（6-2）

從適用條件和實踐結果看，式（6-1）在生產實踐中用得最多。

⑥C的確定，一般情況下盲板的厚度不會超過30mm，故鋼板負偏差值取0～1mm；由于盲板使用時間較短，腐蝕裕量可以不考慮。故C值結合計算結果的取整可在0～1mm范圍內酌情選取。

　　計算出盲板的厚度后，盲板的直徑查管法蘭規格，取法蘭密封面直徑（一般法蘭規格尺寸的D₂值）即可。

　　例如：在DN200、PN16、常溫的管道法蘭上加盲板，單面受壓P＝0.686MPa鋼板材料20g，計算盲板規格。

　　查表DN200、PN16的管法蘭密封面直徑268mm，20g鋼板屈服極限245MPa，則按式（6-1）計算：



　　取C＝0.3mm則S_c＝3.7+0.3＝4.0mm

　　即盲板規格：厚4mm、直徑268mm，這一計算結果在實踐中使用一段時間后，拆下盲板檢查，盲板未發生變形。

三　盲板使用應注意的問題

1密封與墊片選用，管法蘭一般使用石棉板墊密封，但盲板表面均不進行二次加工，所以盲板表面不光滑，如采用普通的石棉板墊〔圖（b）所示〕容易在受壓后發生介質的泄漏。因此需要改變石棉板墊的形式，盲板與法蘭之間的墊片采用與盲板相同的形狀〔圖（a）所示〕，這樣就可以避免使用后泄漏情況的發生。



2抽加盲板的施工要嚴格遵守《廠區盲板抽堵作業安全規程》（中華人民共和國化工行業標準HG 23013-1999）中“盲板抽堵作業安全要求”中的各項規定。有條件的廠最好建立專門的盲板臺賬，對廠生產區內在用盲板進行統一管理。

3不得采用關死閥門或在閥后石加棉板盲板密封的辦法對系統進行隔離，一旦閥門內漏或工人誤操作，生產系統的介質很快就會鼓破石棉盲板進入檢修系統，其后果不堪設想。 (王金平)