Руководящий документ РД 26-15-88 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.

     РД 26-15-88

Группа Г02

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

 СОСУДЫ И АППАРАТЫ

 Нормы и метода расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений

ОКСТУ 3603

Дата введения 1989-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН НИИхиммашем, Укрниихиммашем, ВНИИнефтемашем

ИСПОЛНИТЕЛИ:

Рачков В.И., к.т.н.; Зусмановская С.И., к.т.н.; Гапонова Л.П.; Смольский К.В., к.т.н.; Заваров В.А.; Морозов В.Г.; Перцев Л.П., д.т.н.; Голубова Т.П.; Мамонтов Г.В., к.т.н.; Зейде И.Е.; Вольфсон Б.С.

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ листом утверждения Главного научно-технического управления от 29.11.88 г.

3. ВЗАМЕН ОСТ 26-373-78, ОСТ 26-01-396-78, ОСТ 26-01-54-77.

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

ВНЕСЕНА поправка.

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Председателем ТК260 "Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее" В.А.Заваров 21 февраля  2001 г. с 01.02.2001

Настоящий руководящий документ устанавливает нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений сосудов и аппаратов из стали, работающих в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности в условиях воздействия статических и повторностатических нагрузок. Допускается применять настоящий РД для расчета фланцевых соединений трубопроводов и штуцеров при условии выполнения п.1.3.

Руководящий документ применим при соблюдении требований ОСТ 26-291*.

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Термины и условные обозначения соответствующих им физических величин приведены в обязательном приложении 1.

1.2. Типы фланцевых соединений приведены на черт.1-4*. Пределы применения типов фланцевых соединений приведены в справочном приложении 5.

________________

* Чертеж не определяет конструкцию.

Черт.1

Черт.2

Черт.3

Черт.4

1.3. Расчетные формулы настоящего стандарта применимы при

2 и

0,25.

1.4. Если число циклов нагружения, вызванное сборками-разборками и изменениями режима эксплуатации (давления, температуры), более 1000, то необходимо после проверки прочности фланцев по разделу 8 произвести расчет на малоцикловую прочность по разделу 9.

1.5. Рабочая температура элементов фланцевого соединения определяется на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний. Допускается определять расчетную температуру элементов фланцевого соединения по табл.1.

Таблица 1

Тип фланцевого соединения	Изолированные			Неизолированные
Плоские, приварные в стык (черт.1, 2)		-	0,97	0,96	-	0,95
Со свободными кольцами (черт.3)		0,97	0,90	0,96	0,90	0,81
Фланцы приварные под зажимы (черт.4)		-	0,55	0,96	-	0,55

1.6. При работе аппарата в условиях нескольких расчетных режимов по температуре и давлению расчет производится на условия, обеспечивающие прочность и герметичность фланцевого соединения во всех режимах.

 2. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1. Допускаемые напряжения для материалов болтов (шпилек) определяются по формулам при условии:

а) если расчетная температура не превышает для болтов (шпилек) из углеродистых сталей 380 °С, низколегированных сталей - 420 °С, аустенитных сталей - 525 °C

;

б) если расчетная температура болтов (шпилек) превышает указанную в п.а

.

2.2. Коэффициенты запаса прочности

приведены в табл.2.

Таблица 2

Материал болтов
		Рабочие условия		Условия испытания
		затяжка не контролируется	затяжка контролируется	затяжка не контролируется	затяжка контролируется
Углеродистые стали	0,7	2,6-2,8	2,4	2,1	1,8
	0,7	2,3	2,1	1,7	1,6
Аустенитные стали		1,9	1,8	1,4	1,3

2.3. Коэффициент запаса прочности по пределу длительной прочности

1,8.

Коэффициент запаса прочности по пределу ползучести

1,1.

2.4. Допускаемые напряжения для материалов болтов (шпилек) для рабочих условий определяются по табл.3.

2.5. Допускаемые напряжения для материала фланцев или обечайки при расчете статической прочности:

а) для фланцев по черт.1

в сечении

:

для рабочих условий и затяжки

,

для условий испытания и затяжки

;

б) для фланцев по черт.1, 2, 3, 4, 11

в сечении

:

для рабочих условий и затяжки

,

для условий испытания

;

в) для кольца свободного фланца:

для рабочих условий и затяжки

,

для условий испытаний

,

,

,

;

- принимаются по ГОСТ 14249* или другой нормативной документации при расчетной температуре.

Расчет фланцевого соединения для условий испытания производить не требуется, если расчетное давление в условиях испытания будет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на 1,35

.

Примечания:

     1. Для фланцев по черт.1 допускаемое напряжение в сечении

для рабочих условий и условий затяжки при расчете с учетом нагрузки от температурных деформаций

может быть увеличено до 30%.

2. Для фланцев по черт.3 допускаемое напряжение для свободного кольца при расчете с учетом нагрузки от температурных деформаций

может быть увеличено на 30%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

 3. РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН

3.1. Эффективная ширина прокладки, мм:

при

15 мм,

при

15 мм.

Для прокладок овального или восьмигранного сечения

.

3.2. Характеристики прокладки

,

,

,

принимаются по табл.4.

3.3. Податливость прокладки, мм/Н

.

Для металлических и асбометаллических прокладок

0.

3.4. Податливость болтов (шпилек) для фланцев по черт.1, 2, 3, 11, мм/Н

,

где

- для болта,

- для шпильки,

- принимается по табл.5.

3.5. Податливость зажимов для фланцев по черт.4, мм/Н

,

где

принимается по ОСТ 26-01-64.

3.6. Параметры фланца*

________________

* В случае соединения с разными (по материалам или размерам) фланцами расчет следует производить для каждого фланца.

3.6.1. Эквивалентная толщина втулки, мм

,

где

- определяется по черт.5.

Для фланцев по черт.2, 3, 4

.

3.6.2. Коэффициенты

,

где

;

;

- определяется по черт.6.

Для крышек сферических неотбортованных

;

.

3.6.3. Угловая  податливость фланца, 1/Н·мм

,

где

- определяется по черт.7.

Для фланца со сферической неотбортованной крышкой

.

3.7. Угловая податливость свободного кольца по черт.3, 1/Н·мм,

,

где

- определяется по черт.6.

3.8. Угловая податливость плоской крышки,

,

,

где

;

.

3.9. Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом,

,

для фланцев по черт.1, 2

;

для фланца по черт.3

;

для свободного кольца

.

.

3.10. Плечи моментов, мм:

для фланцев по черт.1, 2, 4*

________________

* Для фланцев по черт.4

.

,

;

для фланцев по черт.3

,

,

,

.

 4. КОЭФФИЦИЕНТ ЖЕСТКОСТИ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

4.1. Фланцевое соединение, нагруженное внутренним или наружным давлением и внешней осевой силой:

для соединения по черт.1, 2, 4

,

где

;

для соединения по черт.4

;

для соединений по черт.3

1;

для соединения с крышкой

,

где

.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2. Фланцевое соединение, нагруженное внешним изгибающим моментом,

,

где

;

для фланцев по черт.3

.

5. РАСЧЕТ НАГРУЗОК

5.1. Равнодействующая внутреннего давления, Н,

*

________________

* Для условий вакуума или наружного давления

0

5.2. Реакция прокладки в рабочих условиях, Н,

.

5.3. Нагрузка, возникающая от температурных деформаций, Н*:

________________

* В случае, если между фланцами зажата трубная решетка или другая деталь, необходимо учесть температурную деформацию этой детали.

в соединении по черт.1, 2

,

,

где

;

в соединении по черт.3

 

,

где

;

в соединении по черт.4

,

где

;

в соединении с крышкой

,

где      

;

,

,

- определяются по ОСТ 26-11-04-84;

- определяется по приложению 2.

,  

- толщина верхнего и нижнего фланцев,

,

- высота верхнего и нижнего упоров.     

Примечания.

1. При определении нагрузок от температурных деформаций расчетную температуру фланцев, крышки, болтов (шпилек), трубной решетки, свободного кольца следует уменьшить на температуру при которой происходит сборка фланцевого соединения (20 °С).

2. Если между фланцами зажата трубная решетка или для снижения нагрузок от температурных деформаций установлены дополнительные шайбы, то при определении

необходимо учесть их толщины.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.4. Болтовая нагрузка

в условиях монтажа принимается большей из следующих значений, Н*,

________________

*

0, если усилие сжимающее. При определении

, величина

учитывается только при

0.     

;

;

для фланцев по черт.1, 2, 3;

для фланцев по черт.4,

где

- принимается по табл.5;

при

1 в расчетах принимается

1.

Для условий вакуума или наружного давления

.

5.5. Приращение нагрузки в болтах (шпильках) в рабочих условиях, Н,

     

    ,

при

1 в расчетах принимается

1.

5.4, 5.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

 6. РАСЧЕТ БОЛТОВ (ШПИЛЕК)

6.1. Условия прочности болтов (шпилек)*:

________________

* Величина

1 допускается по согласованию с одним из авторов стандарта.     

для фланцев по черт.1, 2, 3

;

,*

__________________

* Для условий вакуума или наружного давления

.

где

1,1

1,2;

для фланцев по черт.4

;

.

Примечание - при проверке прочности болтов для рабочих условий с учетом нагрузки на болты от стесненности температурных деформаций допускаемое напряжение может быть увеличено на 30%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.2. Рекомендуемое значение крутящего момента при затяжке приводится в приложении 3 (рекомендуемое).

 7. РАСЧЕТ ПРОКЛАДОК

Условие прочности прокладки проверяется для мягких прокладок

.

      8. РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ*

________________

* В случае соединения с разными (по размерам или материалам) фланцами расчет следует производить для каждого фланца.

8.1. Угол поворота фланца при затяжке

,

где

.

8.2. Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях

,

где

.

8.3. Меридиональное напряжение в обечайке (втулке) на наружной и внутренней поверхностях при затяжке, МПа:

для фланцев по черт.1 в сечении

;

,

где

,

- определяется по черт.8,

при

,

при

и

,

при

и

;

для фланцев по черт.1 в сечении

;

,

где

- определяется по черт.9;

для фланцев по черт.2, 3, 4

;

,

где

.

8.4. Приращения меридиональных напряжений в обечайке (втулке) на наружной и внутренней поверхностях в рабочих условиях, МПа:

для фланцев по черт.1 в сечении

;

,

где

,

;

в сечении

;

,

где

;

для фланцев по черт.2, 3, 4

;

,

где

,

.

8.5. Окружные напряжения в обечайке (втулке) на наружной и внутренней поверхностях при затяжке, МПа:

для фланцев по черт.1 в сечении

;

;

для фланцев по черт.1 в сечении

;

;

для фланцев по черт.2, 3, 4

;

;

8.6. Приращения окружных напряжений в обечайке (втулке) на наружной и внутренней поверхностях в рабочих условиях, МПа:

для фланцев по черт.1 в сечении

,

 

;

в сечении

;

;

для фланцев по черт.2, 3, 4

;

.

8.7. Условие прочности фланца при расчете статической прочности:

для фланцев по черт.1 в сечении

при затяжке

;

в рабочих условиях

;

для фланцев по черт.1, 2, 3, 4 в сечении

при затяжке

;

в рабочих условиях

.

 9. РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

9.1. Расчетную амплитуду приведенных условных упругих напряжений при затяжке определяют по формуле

,

где для фланцев по черт.1

,

,

,

определяется по черт.10.

для фланцев по черт.2

,

,

,

для фланцев по черт.3, 4

,

,

.

9.2. Расчетную амплитуду приведенных условных упругих напряжений в рабочих условиях определяют по формуле

;

для фланцев по черт.1

,

,

;

для фланцев по черт.2

,

,

;

для фланцев по черт.3, 4

,

,

.

9.3. Проверка малоцикловой прочности фланцевого соединения проводится по ГОСТ 25859-83.

Для этого по амплитуде напряжений, определенной из условия затяжки (

) по п.9.1, определяется допустимое количество сборок-разборок

. По амплитуде напряжений, определенной для рабочих условий (

) по п.9.2, определяется допустимое число циклов изменения режима эксплуатации

.

Условие прочности для заданного количества нагружений (

,

) будет выполняться, если

.

10. РАСЧЕТ СВОБОДНОГО КОЛЬЦА

10.1. Угол поворота свободного кольца

.

10.2. Кольцевое напряжение в свободном кольце, МПa

.

10.3. Условие прочности

.

11. ТРЕБОВАНИЯ К ЖЕСТКОСТИ

.

Допустимый угол поворота для фланцев по черт.2, 3, 4:

для рабочих условий и затяжки

0,013;

для условий испытаний

0,017.

Для фланцев по черт.1:

для рабочих условий и затяжки

0,009 при

2000 мм;

0,013 при

2000 мм;

для условий испытаний

0,011 при

2000 мм;

0,015 при

2000 мм.

По согласованию с одним из авторов РД 26-15 в технически обоснованных случаях допускаемый угол поворота (

) может быть увеличен.

     Таблица 3

Расчет- ная темпе- ратура, °С	Допускаемое напряжение , МПа, для сталей марок
	35, 40	12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т	45Х4Н14В2М	20Х13	35Х, 40Х, 38ХА, 37Х12Н8Г8МФБ, 20ХН3А	30ХМА	25Х1МФ	25Х2М1Ф	20Х1МФ1БР	18Х12ВМБФР	14Х17Н2	07Х16Н6	ХН35ВТ	08Х15Н24В4ТР
20	130,0	110,0	160,0	195,0	230,0	230,0	238,0	238,0	238,0	238,0	298,0	321,0	208	231
100	126,0	105,0	150,0	182,0	230,0	230,0	227,0	232,0	234,0	234,0	294,0	314,0	196	226
200	120,0	98,0	150,0	165,0	225,0	200,0	217,0	231,0	224,0	231,0	287,0	312,5	186	221
250	107,0	95,0	144,0	158,0	222,0	182,0	210,0	224,0	213,0	227,0	284,0	309,8	186	219
300	97,0	90,0	139,0	150,0	222,0	174,0	199,0	220,0	202,0	227,0	280,0	307,0	186	217
350	86,0	86,0	128,0	147,0	185,0	166,0	185,0	213,0	185,0	220,0	280,0	307,0	186	215
375	80,0	85,0	128,0	146,0	175,0	166,0	180,0	209,0	183,0	216,0			186	214
400	75,0	83,0	128,0	145,0	160,0	166,0	175,0	206,0	182,0	213,0			186	213
425	68,0	82,0	125,0	143,0	156,0	161,0	168,0	202,0	178,0	208,0			186	213
450		80,0	123,0	142,0		156,0	161,0	199,0	175,0	203,0			186	213
475		79,0	120,0	140,0			152,0	195,0	171,0	196,0			186	213
500		78,0	118,0				143,0	192,0	167,0	189,0			186	208
510			117,0										185	205
520			116,0										184	202
530			115,0										183	199
540			114,0										181	196
550			113,0										180	195
560													165	183
570													150	171
580													135	169
590													110	157
600													115	147
610													110
620													105
630													100
640													94
650													88

Таблица 4

Тип и материал прокладки	Коэф- фици- ент	Удельное давление обжатия прокладки , МПа	Допускаемое удельное давление , МПа	Коэффи- циент обжатия,	Условный модуль сжатия ·10 , МПа
Плоская из:
резины по ГОСТ 7338* с твердостью по ШОРУ А до 65 единиц	0,5	2,0	18,0	0,04
резины по ГОСТ 7338 с твердостью по ШОРУ А более 65 единиц	1,0	4,0	20,0	0,09
паронита по ГОСТ 481 при толщине не больше 2 мм	2,5	20,0	130,0	0,90	0,02
картона асбестового по ГОСТ 2850* при толщине 1-3 мм	2,5	20,0	130,0	0,90	0,02
фторопласта-4 ТУ 6-05-810 при толщине 1-3 мм	2,5	10,0	40,0	1,00	0,02
алюминия марки АД по ГОСТ 21631	4,0	60,0
латуни марки Л63 по ГОСТ 2208*	4,75	90,0
стали 05кп по ГОСТ 9045*	5,5	125,0
Плоская из:
асбеста по ГОСТ 2850
в оболочке из   алюминия,	3,25	38,0			0,04
меди и латуни	3,5	46,0
стаи 05КП	3,75	53,0
стали типа 12Х18Н10Т	3,75	63,0			0,05
Кольцо с овальным или восьмигранным сечением из:
стали 0,5КП по ГОСТ 9045 или 08Х13 по ГОСТ 5632	5,5	125,0
стали 08Х18Н10Т	6,5	180,0

________________

Для сред с высокой проникающей способностью (водород, гелий, легкие нефтепродукты, сжиженные газы и т.п.)

35,0 МПа.

Таблица 5

Диаметр болта , мм	М10	M12	M16	М20	М24	М27	М30	М36	М42	М48
Площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы*
, мм	52,2	76,2	144,0	225,0	324,0	430,0	520,0	760,0	1045,0	1376,6
Нагрузочная способность зажима
**, Н	-	-	18000	28000	40000	53000	65000	102000	-	-
Высота упора
, мм	-	-	28,0	32,0	36,0	36,0	37,0	42,0	-	-

Черт.5

Черт.6

Черт.7

Черт.8

Черт.9

Черт.10

(Измененная редакция, Изм. N 1).

12. РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С КОНТАКТИРУЮЩИМИ ФЛАНЦАМИ

12.1. Общие требования.

12.1.1. Термины и условные обозначения соответствующих им  физических величин приведены в обязательном приложении 1.

12.1.2. Типы фланцевых соединений приведены на черт.11. Пределы применения указанных типов фланцевых соединений приведены в справочном приложении 5.

Черт.11

Чертеж не определяет конструкцию

12.1.3. Пределы применения расчетных формул настоящего раздела должны соответствовать п.1.3.

12.1.4. Расчетная температура элементов фланцевого соединения устанавливается в соответствий с п.1.5.

12.2. Допускаемые напряжения.

12.2.1. Допускаемые напряжения для материала болтов определяют по п.2.1 с увеличением на 25%.

12.2.2. Допускаемые напряжения для материала фланца при расчете статической прочности определяются по п.2.5.

12.3. Расчет вспомогательных величин.

12.3.1. Эффективная ширина и характеристики прокладки определяются по п.3.1; 3.2.

12.3.2. Податливость контактных поясов прокладки, мм/Н

;

.

12.3.3. Расчетная длина и податливость болтов (шпилек) определяются по п.3.4.

12.3.4. Параметры фланца.

12.3.4.1. Угловая податливость фланца определяется по п.3.6.

12.3.5. Угловая податливость плоской крышки определяется по п.3.8.

Угловая податливость крышки сферической неотбортованной определяется по п.3.6.3.

12.3.6. Плечи моментов, мм:

;

;

.

12.3.7. Коэффициенты:

;

;

;

.

Ориентировочные значения

,

,

, принимаются по табл.6:

;

;

;

;

;

,

где

.

Для фланцев по черт.11а

.

Для фланцев по черт.11б

;

.

Таблица 6

400	0,496	0,159	1,337
500	0,496	0,148	1,344
600	0,496	0,135	1,352
700	0,495	0,129	1,356
800	0,491	0,144	1,327
900	0,519	0,182	1,281
1000	0,539	0,193	1,239
1200	0,539	0,194	1,239
1400	0,539	0,194	1,239
1600	0,534	0,148	1,239
1800	0,542	0,270	1,167
2000	0,542	0,262	1,172
2200	0,537	0,269	1,183
2400	0,537	0,255	1,192
2600	0,502	0,134	1,222
2800	0,502	0,127	1,226
3000	0,502	0,133	1,223
3200	0,498	0,123	1,215
3400	0,489	0,134	1,216
3600	0,506	0,131	1,261
3800	0,506	0,123	1,265
4000	0,506	0,116	1,269

12.4. Расчет нагрузок

12.4.1. Равнодействующая внутреннего давления, Н

.

12.4.2. Нагрузки в элементах соединения, возникающие от температурных деформаций

;

.

12.4.3. Болтовая нагрузка в условиях монтажа принимается большей из следующих значений, Н:

;

;

.

12.4.4. Приращение нагрузки в болтах (шпильках) в рабочих условиях, Н

.

12.4.5. Реакция контактных поясов прокладки в рабочих условиях, Н:

;

.

12.4.6. Максимальный изгибающий момент принимается большим, Н·мм:

;

,

где

,

- принимаются по ОСТ 26-11-04.

12.5. Расчет болтов (шпилек)

12.5.1. Условия прочности болтов (шпилек) и величина крутящего момента на ключе определяются по п.6.

12.6. Условие прочности прокладки

.

12.7. Условие герметичности

.

12.8. Расчет фланца

12.8.1. Меридиональное напряжение в обечайке (втулке), МПа

,

где коэффициент

определяется по черт.8.

12.8.2. Окружное напряжение в обечайке (втулке), МПа

.

12.8.3. Условие прочности обечайки

.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

Таблица 7

Термины и обозначения

Термин	Обозначение
Ширина прокладки, мм
Нагрузочная способность зажима, Н
Прибавка для компенсации коррозии, мм
Внутренний диаметр фланца, мм
Внутренний диаметр свободного кольца, мм
Наружный диаметр фланца, мм
Наружный диаметр свободного кольца, мм
Диаметр окружности расположения болтов, (шпилек), мм
Средний диаметр прокладки, мм
Наружный диаметр болта (шпильки), мм
Модуль продольной упругости материала при температуре 20 °С и расчетной, МПа, принимается по ГОСТ 14249:
фланца	,
болтов (шпилек)	,
свободного кольца	,
крышки	,
Условный модуль сжатия материала прокладки, МПа
Внешняя осевая сила (сжимающая со знаком минус), Н
Площадь поперечного сечения болта (шпильки) по внутреннему диаметру резьбы, мм
Толщина фланца, свободного кольца, мм	,
Высота упора, принимается по ОСТ 26-01-64, мм
Высота бурта для опирания зажима, мм
Толщина крышки и фланцевой части в зоне уплотнения, мм	,
Толщина прокладки, мм
Длина конической втулки, мм
Внешний изгибающий момент, Н·мм
Радиус сферы сферической неотбортованной крышки, мм
Радиус бурта для опирания зажима, принимается по ОСТ 26-01-64, мм
Расчетное давление, МПа
Толщина конической втулки в месте соединения с
фланцем
обечайкой, втулкой, днищем, мм
Толщина обечайки, днища, втулки, мм
Расстояние между опорными поверхностями гайки и головки болта, шпильки, мм
Число болтов (шпилек), шт.
Расчетная температура, °С
фланца, крышки
болтов (шпилек)
свободного кольца
Температурный коэффициент линейного расширения материала, 1/°С
фланца
болтов (шпилек)
свободного кольца
крышки
Предел текучести материала болтов (шпилек) при расчетной температуре, МПа
Среднее значение предела длительной срочности за 10 ч при расчетной температуре, МПа
Средний 1%-ный предел ползучести за 10 ч при расчетной температуре, МПа
Допускаемое напряжение материала болтов (шпилек) при температуре 20 °С и расчетной, МПа	,
Предел текучести материала фланца, МПа
Допускаемое напряжение материала фланца при температуре 20 °С и расчетной, МПа	,
Допускаемое напряжение материала свободного кольца при расчетной температуре, МПа
Допускаемые напряжения для фланцев в сечениях и	,
Расчетная и допускаемая амплитуда условных упругих напряжений, МПа	,
Заданное и допускаемое число циклов нагружения	,

     ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

Таблица 8

Коэффициенты линейного расширения

Марки стали	Коэффициент линейного расширения ·10 , 1/ ° С в зависимости от температуры, ° С
	20-100	200	300	400	500	600
35	11,1	11,9	-	13,4	-	-
40	11,3	12,0	13,3	13,3	-	-
20Х13	10,4	10,9	11,4	11,8	-	-
14Х17Н2	10,6	10,8	11,0	11,1	11,3	-
35Х	13,4	13,3	-	14,8	-	-
40Х
38ХА
20ХН3А	11,0	12,0	13,0	13,5	14,0	14,5
30ХМА	12,3	12,6	12,9	13,9	-	14,4
25Х1МФ	11,3	12,7	-	13,9	-	14,6
25Х2М1Ф	12,5	12,9	13,3	13,7	14,0	14,7
18Х12ВМБФР	11,2	11,3	11,4	11,8	12,0	-
37Х12Н8Г8МБФ	15,9	18,0	19,2	21,5	22,4	21,0
12Х18Н10Т 10Х17Н13М2Т	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0	-
45Х14Н14В2М	-	17,0	-	18,0	-	18,0
ХН35ВТ	14,8	15,1	15,5	15,9	16,1	16,6
08Х15Н24В4	14,5	15,5	16,3	16,8	17,2	17,4

(Измененная редакция, Изм. N 1).     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

Крутящий момент на ключе при затяжке

Черт.12

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

Пример расчета фланцевого соединения

(черт.2)

Исходные данные:

400 мм,

30 мм,

200

°

С,

1,99

·10

МПа;

535 мм,

2 мм,

0,6 МПа,

1,81

·10

МПа;

495 мм,

8 мм,

0,83

·10

Н·мм,

2,1

·10

МПа;

445 мм,

20 мм,

15000 Н,

2,01

·10

МПа;

12 мм,

20,

2 мм,

12,6

·10

1/

°

С;

11,9

·10

1/

°

С.

Материал фланцев - сталь 20К.

Материал болтов - сталь 35.

Материал прокладки - паронит ПОН.

1. Расчет вспомогательных величин

1.1. Эффективная ширина прокладки

12 мм.

1.2. Характеристики прокладки, принимаются по табл.4:

2,5;

20 МПа;

0,9;

2

·10

МПа.

1.3. Податливость прокладки

мм/Н.

1.4. Податливость болтов

мм;

мм/Н,

где

225 м

принимается по табл.5.

1.5. Параметры фланца

1.5.1. Эквивалентная толщина втулки

8 мм.

1.5.2. Коэффициенты

;

;

0,16 определяется по черт.6;

.

1.5.3. Угловая податливость фланца

1/Н·мм,

где

6,9 определяется по черт.7.

1.6. Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом,

1/Н·мм.

1.7. Плечи момента:

мм;

мм.

2. Коэффициент жесткости фланцевого соединения

2.1. Фланцевое соединение, нагруженное внутренним давлением и внешней осевой силой:

;

.

2.2. Фланцевое соединение, нагруженное внешним изгибающим моментом:

.

3. Расчет нагрузок

3.1. Равнодействующая внутреннего давления

Н.

3.2. Реакция прокладки в рабочих условиях

Н.

3.3. Нагрузка, возникающая от температурных деформаций

3.4. Болтовая нагрузка

в условиях монтажа принимается большей из следующих значений:

Н;

Н.

3.5. Приращение нагрузки в болтах в рабочих условиях

.

4. Расчет болтов

;

1;

,

где

принимается по табл.3;

;

.

5. Расчет прокладок

;

130 МПа, принимается по табл.4;

.

6. Расчет фланца

6.1. Угол поворота фланца при затяжке:

Н·мм;

.

6.2. Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях:

.

6.3. Меридиональные напряжения в обечайке на наружной и внутренней поверхностях при затяжке, МПа

МПа,

где

1,78 - принимается по черт.8;

353,6 МПа;

-353,6 МПа.

6.4. Приращения меридиональных напряжений в обечайке на наружной и внутренней поверхностях в рабочих условиях:

МПа;

МПа;

МПа;

МПа.

6.5. Окружные напряжения в обечайке на наружной и внутренней поверхностях при затяжке, МПа:

МПа;

МПа.

6.6. Приращение окружных напряжений в обечайке на наружной и внутренней поверхностях в рабочих условиях:

МПа;

МПа.

6.7. Условие прочности фланца при расчете статической прочности:

при затяжке

;

;

147 МПа;

220 МПа;

410 МПа;

МПа;

136 МПа;

204 МПа;

460 МПа;

МПа;

в рабочих условиях

;

425,6 МПа<491 МПа.

Уровень напряженного состояния не превышает допускаемый.

7. Требование к жесткости

,

0,013.

0,0040+0,0012=0,0052<0,013.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

Пределы применения типов фланцевых соединений

Фланцы плоские (черт.2), со свободным кольцом (черт.3), с зажимами (черт.4) рекомендуется применять при температуре среды до 300 °С.

Фланцы с гладкой уплотнительной поверхностью рекомендуются для условных давлений среды до 1,6 МПа.

Фланцы с уплотнительной поверхностью выступ-впадина рекомендуются для условных давлений среды более 1,6 МПа.

Фланцы с уплотнительной поверхностью "шип-паз" рекомендуются для прокладок, которые необходимо помещать в замкнутый объем.

Фланцы с уплотнительной поверхностью под металлическую прокладку овального или восьмигранного сечения рекомендуются для условных давлений среды более 6,0 МПа.

Фланцы контактирующие (черт.11) рекомендуются для условных давлений до 0,6 МПа и вакуума с остаточным давлением не ниже 5 мм рт.ст. (0,005 МПа ост.) при температуре до плюс 300 °С.

Таблица 9

Рекомендации по конструированию фланцевых соединений

Таблица 10

Рекомендуемые диаметры болтов (шпилек) в зависимости от условного давления

и диаметра аппарата

, МПа	Диаметры болтов (шпилек) для аппаратов, мм
	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000	2200	2400	2400
До 0,6	М20							М24 М30
1,0	М20				М30
1,6	М20		М24 М30
2,5	М20		М24 М30			М30
4,0	М30		М36			М24
6,3	М36	М42		М48		М52
8,0	M30 М36	М42	М48	М52 M56		-
10,0	М30 М42	М48	М52 М56	М56 М64

Черт.13

Черт.14

1 - для фланцев по черт.2

2 - для фланцев по черт.1

Таблица 11

Безразмерный параметр

, в зависимости от

, МПа
1,6	1,77
1,6 2,5	1,79
2,5 4,0	1,86
4,0 6,3	1,92
6,3 8,0	2,00
8,0 10,0	2,07

Таблица 12

Рекомендуемый шаг расположения болтов в зависимости от

, МПа	, мм
До 0,3	(4,2 5,0)
0,6	(3,8 4,8)
1,0	(3,5 4,2)
1,6	(3,0 3,8)
2,5	(2,7 3,5)
4,0	(2,3 3,0)
8,4 10,0	(2,1 2,8)

Таблица 13

Вспомогательные величины

,

и

для болтов (шпилек)

 в мм

Диаметр болта		М20	(М22)	М24	(М27)	М30	М36	М42	М48	М52	М56	М60	М64
Диаметр отверстия под болт		23	25	27	30	33	40	46	52	58	60	66	70
	Для гаек шестигранных	40	42	47	52	58	60	80	92	97	110	115	120
	Для гаек шестигранных с уменьшенным размером под ключ	36	40	42	47	52	63	69	80	86	-	-	-
	Для плоских прокладок	30	32	34	37	41	48	55	61	65	-	-	-
	Для прокладок овального или восьмиугольного сечения	53	55	57	60	64	71	78	84	88	195	240	240

Таблица 14

Размеры прокладок         

Материал прокладки	Диаметр аппарата, мм		Ширина прокладки, мм		Толщина прокладки, мм
Плоские неметаллические прокладки	1000		12 15
	1000 2000		15 25
	2000		25
Плоские металлические прокладки	1000		10 12
	1000		12 15
Плоские прокладки в металлической оболочке и зубчатые металлические прокладки	1600		12 18
	1600		13 25
Овального или восьмиугольного сечения прокладки для 6,3 МПа	600		12 18
	600 800		16 22
	800 1000		18 28
	1000 1600		22 42
ТРГ "Графлекс" не армированная с абтюретором	400 600		13,5		4; 6
	600 1000		14
	1000 1500		15,5
	1500		17,5
ТРГ "Графлекс" армированная с абтюретором	400 600		13,5		2; 3
	600 1000		14
ТРГ "Графлекс" армированная с абтюретором	400 600		13,5		3; 4
	600 1000		14