盲板的厚度计算与使用
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盲板的厚度计算与使用
在化工企业中，经常遇到边生产边检修的情况，为了保证生产系统和检修系统的有效隔离，通常采用
在相关联的管道的法兰之间加盲板的办法。这就涉及到盲板的选用问题，对于高压盲板—无孔透径垫，有成
系列的产品可供选购，在此不再介绍。而对于中低压盲板，都是由各单位自己用气割制作一块圆形的铁板作
为盲板来使用，而盲板的直径和厚度大多凭经验选取，没有科学的依据。如果盲板选薄了，使用过程中变
形，就很难从法兰之间抽出来。如果盲板选厚了，法兰之间的间距又不够宽，就很难插到法兰之间去。另
外，这也是一种材料的浪费。不管盲板选得太厚还是太薄，这两种情况均会给施工带来不便。为了使用尽可
能薄的盲板，又要保证盲板在使用过程中不发生变形，本文对盲板的受力情况做应力分析并结合实例给出了
盲板厚度的计算方法。其计算结果即为盲板的最薄厚度。对于不受压的盲板，仅起到隔离和密封作用，在此
也不做讨论。
1、盲板的厚度计算
由于盲板两面被法兰压紧，且盲板所受压力在盲板上是均匀分布的，盲板受力的结果是使盲板弯曲变
形。由此可知，盲板可以按“周边固定的承受均布载荷的平板封头”来做应力分析；盲板与管道之间不焊
接，且管端有法兰，故盲板基本不会对管道造成边界应力；对盲板做应力分析主要考虑的是盲板受压后弯曲
变形的问题。
1．1平板封头厚度计算
对圆形平板做内力分析得出平板封头的最大弯曲应力为：
2
2
max
S
PD
K
（1）
式中：max——平板封头的最大弯曲应力，MPa；
K——与平板周边支承方式有关的系数，无因次；
P——封头承受的压力，MPa；
D——管道直径，mm；
S——平板厚度，mm。
1．1．2平板封头厚度计算
由max和公式（1）得出平板封头厚度计算公式：
CKPDS＋＝
t
cc
（2）
式中：t——设计温度下钢板的许用应力，MPa；
Φ——焊缝系数；
C——壁厚附加量，由钢板负偏差C1、腐蚀裕量C2组成，即C＝C1＋C2。
对盲板而言，（2）式中各项参数的具体选用：
①盲板的支承方式为周边固定，K值取0.188；
②在整张的铁板上割盲板不会有焊缝存在，Φ值取1；
③取盲板使用压力可能达到的最高值。
ａ．为方便计算，P与t取相同计量单位MPa。
ｂ．当所使用的盲板较重时，要考虑盲板的自重，压力要加一个自重修正值PG＝盲板的重量/管道流通
面积。
ｃ．当被隔离的介质为液体时，要考虑是否存在静压，静压值计算：
式中：P——静压，MPa；
——介质密度，kg/m3；
g
——重力加速度，9.8m/s2；
h
——液位高度，m。
④盲板厚度Sc与管道公称直径Dc单位相同，当计算所得盲板厚度小于3mm时，取3mm。即受压盲板
的最小厚度为3mm；
⑤由于盲板主要是受弯曲应力，故许用应力值就采用钢板的许用弯曲应力，其确定方法如下：
ａ．盲板中存在的一次弯曲应力，是沿板厚呈直线分布的。随着内压的增长，首先是上、下表面进入
屈服，其他部分仍处于弹性状态。虽然此时的最大弯曲应力已经达到材料的屈服极限，但整个盲板除了上、
下表面外仍处于弹性状态，因而不会导致盲板的失效。按照极限设计的原则，只有当平板整个截面上各点的
应力均达到屈服极限时，结构才算失效。板此时所受的载荷为极限载荷，与这一载荷相对应的应力称为极限
应力：
s5.1max
（3）
式中s为材料的屈服极限，查“钢板的许用应力值”表可得。
ｂ．按照弹性失效准则，工作压力乘以一个安全系数不得大于材料的屈服极限。即tsn或
n
t
s
（4）
ｃ．结合式（3）、（4）可以得出钢板的许用弯曲应力值为
t
s
s
b
n
5.15.1
（5）
式中sn即为安全系数，实践中为了使b不超过s，一般所选安全系数5.1sn。将式（5）代入式（2）
得：
t
cc
PDS125.0
（6）
式中钢板在设计温度下的许用应力t可查“钢板的许用应力值”表可得。
ｄ．由于盲板特定的使用条件，使它在使用中允许有微量的永久变形，所以，sn可以取比压力容器设
计中选用的要低一些的值，相应地式（6）有两种特殊情况情况。
当直径＜400mm温度＜300℃时，可取sn=1.0,
CPDsc
125.0
（6－1）
当直径400mm、温度＜300℃时，可取sn＝1.5，
CPDsc
188.0
（6－1）
从适用条件和实践结果看，式（6－1）在生产实践中用得最多。
⑥C的确定，一般情况下盲板的厚度不会超过30mm，故钢板负偏差值取0～1mm；由于盲板使用时间
较短，腐蚀裕量可以不考虑。故C值结合计算结果的取整可在0～1mm范围内酌情选取。
计算出盲板的厚度后，盲板的直径查管法兰规格，取法兰密封面直径（一般法兰规格尺寸的D2值）即
可。
例如：在DN200、PN16、常温的管道法兰上加盲板，单面受压P＝0.686MPa钢板材料20g，计算盲板规
格。
查表DN200、PN16的管法兰密封面直径268mm，20g钢板屈服极限245MPa，则按式（6－1）计算：
取C＝0.3mm则Sc＝3.7+0.3＝4.0mm
即盲板规格：厚4mm、直径268mm，这一计算结果在实践中使用一段时间后，拆下盲板检查，盲板未
发生变形。
2、盲板使用应注意的问题
2．1密封与垫片选用，管法兰一般使用石棉板垫密封，但盲板表面均不进行二次加工，所以盲板表面不光
滑，如采用普通的石棉板垫［图（b）所示］容易在受压后发生介质的泄漏。因此需要改变石棉垫的形式，盲
板与法兰之间的垫片采用与盲板相同的形状［图（a）所示］，这样就可以避免使用后泄漏情况的发生。
（a） （b）
2．2抽加盲板的施工要严格遵守《厂区盲板抽堵作业安全规程》（中华人民共和国化工行业标准HG23013
－1999）中“盲板抽堵作业安全要求”中的各项规定。有条件的厂最好建立专门的盲板台帐，对全厂生产区
内在用盲板进行统一管理。
2．3不得采用关死阀门或在阀后石棉板盲板密封的办法对系统进行隔离，一旦阀门内漏或工人误操作，生
产系统的介质很快就会鼓破石棉盲板进入检修系统，其后果不堪设想。
参考文献：
中华人民共和国国家标准GB150钢制压力容器
