РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Дата введения 01.07.89

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.

1.3. Расчетные формулы настоящего стандарта применимы при

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

Черт. 1

Черт. 2

Черт. 3

Черт. 4

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 °С

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

2.2. Коэффициенты запаса прочности n_т приведены в табл. 2.

Таблица 2

2.3. Коэффициент запаса прочности по пределу длительной прочности n_D = 1,8.

Коэффициент запаса прочности по пределу ползучести n_п = 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 S₁:

для рабочих условий и затяжки

[s]_s1 = 1,5[s],

для условий испытания и затяжки

[s]_s1 = 2,0[s]²⁰;

б) для фланцев по черт. 1, 2, 3, 4, 11

в сечении S₀:

для рабочих условий и затяжки

для условий испытания

в) для кольца свободного фланца:

для рабочих условий и затяжки

[s]_к = 1,5[s],

для условий испытаний

[s]_к = 2,0[s]²⁰,

s_0,2, s_в, [s], [s]²⁰ - 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 .

(Измененная редакция, Поправка).

Примечания:

1. Для фланцев по черт. 1 допускаемое напряжение в сечении S₁ для рабочих условий и условий затяжки при расчете с учетом нагрузки от температурных деформаций Q, может быть увеличено до 30 %.

2. Для фланцев по черт. 3 допускаемое напряжение для свободного кольца при расчете с учетом нагрузки от температурных деформаций Q, может быть увеличено на 30 %.

Примечания. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

3. РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН

3.1. Эффективная ширина прокладки, мм:

b₀ = b_п при b_п £ 15 мм,

 при b_п > 15 мм.

Для прокладок овального или восьмигранного сечения

3.2. Характеристики прокладки m, q_обж, К, Е_п принимаются по табл. 4.

3.3. Податливость прокладки, мм/Н

Для металлических и асбометаллических прокладок

у_п = 0.

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

где L_б = L_бо + 0,28d - для болта,

L_б = L_бо + 0,56d - для шпильки,

f_б - принимается по табл. 5.

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

где l_з 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

S_э = К×S_о,

где К - определяется по черт. 5.

Для фланцев по черт. 2, 3, 4

S_э = S_о.

3.6.2. Коэффициенты

где

y₁ - определяется по черт. 6.

Для крышек сферических неотбортованных

3.6.3. Угловая податливость фланца, 1/Н×мм

где y₂ - определяется по черт. 7.

Для фланца со сферической неотбортованной крышкой

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

где y_к - определяется по черт. 6.

3.8. Угловая податливость плоской крышки, 1/(Н×мм),

где                              

3.9. Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом, 1/Н×мм,

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 D_б = D_н - 2R.

b = 0,5(D_б - D_сп),

е = 0,5(D_сп - D - S_э),

для фланцев по черт. 3

а = 0,5(D_б - D_s),

b = 0,5(D_s - D_сп),

е = 0,5(D_сп - D - S_э),

D_s = 0,5(D_н + D_к + 2h_о).

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                                                 h = у_п + у_б + (у_ф1 + у_ф2)×b²;

для соединения по черт. 4

h = у_п + у_з + (у_ф1 + у_ф2)×b²;

для соединений по черт. 3

a = 1;

для соединения с крышкой

где                                                h = у_п + у_б + у_ф×b²+ у_кр×b².

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

4.2. Фланцевое соединение, нагруженное внешним изгибающим моментом,

a_м = - (1 ± b_м),

где                                     

для фланцев по черт. 3

5. РАСЧЕТ НАГРУЗОК

5.1. Равнодействующая внутреннего давления, Н,

Q_д = 0,785×D²_сп×Р^**.

5.2. Реакция прокладки в рабочих условиях, Н,

R_п = p×D_сп×b_о×m×|P|.

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.

^** Для условий вакуума или наружного давления Р < 0.

в соединении по черт. 1, 2

где                                      ;

в соединении по черт. 3

где                            ;

в соединении по черт. 4

где                               ;

в соединении с крышкой

где                                      ;

a_ф, a_к, a_кр - определяются по ОСТ 26-11-04-84;

a_б - определяется по приложению 2;

h¢; h² - толщина верхнего и нижнего фланцев;

h¢₁; h²₁ - 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 l_б0 необходимо учесть их толщины.

Примечания. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.4. Болтовая нагрузка Р_б в условиях монтажа принимается большей из следующих значений, Н^*,

Р_б2 = 0,5×p×D_сп×b_о×q_обж;

Р_б2 = 0,4×[s]_б²⁰×n×f_б для фланцев по черт. 1, 2, 3;

Р_б2 = 0,4×В₁×n для фланцев по черт. 4,

где В₁ - принимается по табл. 5.

^* F < 0, если усилие сжимающее. При определении Р_б4 величина Q_t учитывается только при Q_t < 0.

Для условий вакуума или наружного давления

Р_б = Р_б2

При a < 1 в расчетах принимается a = 1.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

5.5. Приращение нагрузки в болтах (шпильках)

в рабочих условиях, Н,

При a < 1 в расчетах принимается a = 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6. РАСЧЕТ БОЛТОВ (ШПИЛЕК)

6.1. Условия прочности болтов (шпилек)^*:

^* Величина x > 1 допускается по согласованию с одним из авторов стандарта.

для фланцев по черт. 1, 2, 3

где x = 1,1 ¸ 1,2;

^** Для условий вакуума или наружного давления

Р_б1 = Р_б

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 %.

Примечание. (Введено дополнительно, Изм. № 1).

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 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 М_о1 = Р_б×b.

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 S₁

s₁₁ = s₁; s₁₂ = -s₁,

где                                                     

Т - определяется по черт. 8,

D^* = D при D ³ 20S₁,

D^* = D + S_о при D < 20S₁ и f > 1,

D^* = D + S₁ при D < 20S₁ и f = 1;

для фланцев по черт. 1 в сечении S_о

s₂₁ = fs₁; s₂₂ = -fs₁,

где f - определяется по черт. 9;

для фланцев по черт. 2, 3, 4

s₂₁ = s₁; s₂₂ = -s₁,

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 S₁

Ds₁₁ = Ds_м + Ds₁; Ds₁₂ = Ds_м - Ds₁,

где                                                  

в сечении S_o

Ds₂₁ = Ds_м + fDs₁; Ds₂₂ = Ds_м - fDs₁,

где                                                  

для фланцев по черт. 2, 3, 4

Ds₂₁ = Ds_м + Ds₁; Ds₂₂ = Ds_м - Ds₁,

где                                                  

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

для фланцев по черт. 1 в сечении S₁

для фланцев по черт. 1 в сечении S₀

s₂₃ = 0,3×f×s₁; s₂₄ = -0,3×f×s₁;

для фланцев по черт. 2, 3, 4

s₂₃ = 0,3×s₁; s₂₄ = -0,3×s₁.

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

для фланцев по черт. 1 в сечения S₁

в сечении S₀

для фланцев по черт. 2, 3, 4

8.7. Условие прочности фланца при расчете статической прочности:

для фланцев по черт. 1 в сечении S₁

при затяжке

в рабочих условиях

для фланцев по черт. 1, 2, 3, 4 в сечении S₀

при затяжке

в рабочих условиях

9. РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

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

s_а = max{s₁; s₂; s₃}×0,5,

где для фланцев по черт. 1

s₁ = a_б×s₁₁,

s₂ = max{|s₂₁|; |s₂₃|; |s₂₁ - s₂₃|},

s₃ = max{|s₂₂|; |s₂₄|; |s₂₂ - s₂₄|};

a_б определяется по черт. 10.

для фланцев по черт. 2

s₁ = 0,

s₂ = max{|s₂₁|; |s₂₃|; |s₂₁ - s₂₃|}×1,5,

s₃ = max{|s₂₂|; |s₂₄|; |s₂₂ - s₂₄|}×1,5;

для фланцев по черт. 3, 4

s₁ = 0,

s₂ = max{|s₂₁|; |s₂₃|; |s₂₁ - s₂₃|},

s₃ = max{|s₂₂|; |s₂₄|; |s₂₂ - s₂₄|}.

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

s^р_а = max{Ds₁; Ds₂; Ds₃}×0,5;

для фланцев по черт. 1

Ds₁ = a_б×Ds₁₁,

Ds₂ = max{|Ds₂₁|; |Ds₂₃|; |Ds₂₁ - Ds₂₃|},

Ds₃ = max{|Ds₂₂|; |Ds₂₄|; |Ds₂₂ - Ds₂₄|};

для фланцев по черт. 2

Ds₁ = 0,

Ds₂ = max{|Ds₂₁|; |Ds₂₃|; |Ds₂₁ - Ds₂₃|}×1,5,

Ds₃ = max{|Ds₂₂|; |Ds₂₄|; |Ds₂₂ - Ds₂₄|}×1,5;

для фланцев по черт. 3, 4

Ds₁ = 0,

Ds₂ = max{|Ds₂₁|; |Ds₂₃|; |Ds₂₁ - Ds₂₃|},

Ds₃ = max{|Ds₂₂|; |Ds₂₄|; |Ds₂₂ - Ds₂₄|}.

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

Для этого по амплитуде напряжений, определенной из условия затяжки (s_а) по п. 9.1, определяется допустимое количество сборок-разборок [N]_с. По амплитуде напряжений, определенной для рабочих условий (s^р_а) по п. 9.2, определяется допустимое число циклов изменения режима эксплуатации [N]_р.

Условие прочности для заданного количества нагружений (N_с, N_р) будет выполняться, если

10. РАСЧЕТ СВОБОДНОГО КОЛЬЦА

10.1. Угол поворота свободного кольца

10.2. Кольцевое напряжение в свободном кольце, МПа

10.3. Условие прочности

s_к £ [s]_к.

11. ТРЕБОВАНИЯ К ЖЕСТКОСТИ

q + Dq £ [q].

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

для рабочих условий и затяжки

[q] = 0,013;

для условий испытаний

[q] = 0,017.

Для фланцев по черт. 1:

для рабочих условий и затяжки

[q] = 0,009 при D £ 2000 мм;

[q] = 0,013 при D > 2000 мм;

для условий испытаний

[q] = 0,011 при D £ 2000 мм;

[q] = 0,015 при D > 2000 мм.

По согласованию с одним из авторов РД 26-15 в технически обоснованных случаях допускаемый угол поворота (q) может быть увеличен.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Таблица 3

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Таблица 4

^* Для сред с высокой проникающей способностью (водород, гелий, легкие нефтепродукты, сжиженные газы и т.п.) q_обж = 35,0 МПа.

Таблица 5

^* В случае применения шпилек с проточкой стержня до диаметра, меньшего внутреннего диаметра резьбы, значение площади поперечного сечения определяется по диаметру проточки.

Черт. 5

Черт. 6

Черт. 7

Черт. 8

Черт. 9

Черт. 10

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.

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

12.1.4. Расчетная температура элементов фланцевого соединения устанавливается в соответствии 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 пп. 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:

а = 0,5 (D_сп1 - D_б);

b = 0,5 (D_б - D_сп2);

е = 0,5 (D_сп2 - D - S).

12.3.7. Коэффициенты:

h₂ = у_п1(у_б + у_п2 + 2у_фb²) + у_п2(у_б + 2у_фа²) + 2у_бу_ф(а + b)²;

Черт. 11

Чертеж не определяет конструкцию

Ориентировочные значения h, a₁, a₂ принимаются по табл. 6:

e = Dt₁×b + Dt₂×a - Dt_б (a + b);

g = Dt₂ - Dt_б,

где Dt_б = a_бt_бL_бо.

Для фланцев по черт. 11а

Dt₁ = Dt₂ = 2a_ф×t_ф×h.

Для фланцев по черт. 11б

Dt₁ = 2a_ф×t_ф×(h + h₁);

Dt₂ = 2(a_ф×t_ф×h + a_ф×t_ф×S).

Таблица 6

(Измененная редакция, Поправка).

12.4. Расчет нагрузок

12.4.1. Равнодействующая внутреннего давления, Н

Q_д = 0,785×D²_сп2×Р.

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;

Р_б1 = p(D_сп1b₀₁ + D_сп2b₀₂)q_обж;

Р_б1 = 0,4[s]²⁰_б×f_б×n.

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 [s]²⁰, [s] - 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 Т 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

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

Таблица 8

Коэффициенты линейного расширения

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

Крутящий момент на ключе при затяжке

Черт. 12

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

Пример расчета фланцевого соединения

(черт. 2)

Исходные данные:

D = 400 мм, h = 30 мм, t = 200 °С, Е²⁰ = 1,99×10⁵ МПа;

D_н = 535 мм, h_п = 2 мм, Р = 0,6 МПа, Е = 1,81×10⁵ МПа;

D_б = 495 мм, S₀ = 8 мм, М = 0,83×10⁷ Н×мм, Е²⁰_б = 2,1×10⁵ МПа;

D_сп = 445 мм, d = 20 мм, F = 15000 Н, Е_б = 2,01×10⁵ МПа;

b_п = 12 мм, n = 20, С = 2 мм, a_ф = 12,6×10^-6 1/°С;

a_б = 11,9×10^-6 1/°С.

Материал фланцев - сталь 20К.

Материал болтов - сталь 35.

Материал прокладки - паронит ПОН.

1. Расчет вспомогательных величин

1.1. Эффективная ширина прокладки

b_o = b_n = 12 мм.

1.2. Характеристики прокладки, принимаются по табл. 4:

m = 2,5;

q_обж = 20 МПа;

К = 0,9;

Е_п = 2×10³ МПа.

1.3. Податливость прокладки

1.4. Податливость болтов

L_б = L_бо + 0,28d = 62 + 0,28×20 = 67,6 мм;

где f_б = 225 мм² принимается по табл. 5.

1.5. Параметры фланца

1.5.1. Эквивалентная толщина втулки

S_э = S_о = 8 мм.

1.5.2. Коэффициенты

y₁ = 0,16 определяется по черт. 6;

1.5.3. Угловая податливость фланца

где y₂ = 6,9 определяется по черт. 7.

1.6. Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом,

1.7. Плечи момента:

b = 0,5(D_б - D_сп) = 0,5 (495 - 445) = 25 мм;

е = 0,5(D_сп - D - S_э) = 0,5 (445 - 400 - 8) = 18,5 мм.

2. Коэффициент жесткости фланцевого соединения

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

h = у_п + у_б + 2у_фb² = 0,537×10^-7 + 0,715×10^-7 + 2×0,544×10^-9×25² = 0,805×10^-6;

2.2. Фланцевое соединение, нагруженное внешним изгибающим моментом:

a_н = -(1 + b_н) = -(1 + 0,244) = -1,244.

3. Расчет нагрузок

3.1. Равнодействующая внутреннего давления

Q_д = 0,785×D²_сп×Р = 0,785×445²×0,6 = 93270,0 Н.

3.2. Реакция прокладки в рабочих условиях

R_п = p×D_сп×b_о×m×Р = 3,14×445×12×2,5×0,6 = 25151,4 Н.

3.3. Нагрузка, возникающая от температурных деформаций

;

3.4. Болтовая нагрузка Р_б в условиях монтажа принимается большей из следующих значений:

Р_б2 = 0,5×p×D_сп×b_о×q_обж = 0,5×3,14×445×12×20 = 167676,0 Н;

Р_б2 = 0,4[s]²⁰_б×n×f_б = 0,4×130×20×225 = 234000,0 Н.

3.5. Приращение нагрузки в болтах в рабочих условиях

4. Расчет болтов

 x = 1;

где  принимается по табл. 3;

5. Расчет прокладок

[q] = 130 МПа, принимается по табл. 4;

6. Расчет фланца

6.1. Угол поворота фланца при затяжке:

М₀₁ = Р_б×b = 293424×25 = 7335600,0 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

где Т = 1,78 - принимается по черт. 8;

s₂₁ = 353,6 МПа; s₂₂ = -353,6 МПа.

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

Ds₂₁ = Ds_м + Ds₁ = 24,3 + 104 = 128,3 МПа;

Ds₂₂ = Ds_м - Ds₁ = 24,3 - 104 = -79,7 МПа.

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

Ds₂₃ = 0,3×s₁ = 0,3×353,6 = 106,1 МПа;

Ds₂₄ = -0,3×s₁ = -0,3×353,6 = -106,1 МПа.

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

6.7. Условие прочности фланца при расчете статической прочности:

при затяжке

[s]²⁰ = 147 МПа;

s²⁰_0,2 = 220 МПа;

s²⁰_в = 410 МПа;

[s] = 136 МПа;

s_0,2 = 204 МПа;

s_в = 460 МПа;

в рабочих условиях

s_s0 = 425,6 МПа < 491 МПа.

Уровень напряженного состояния не превышает допускаемый.

7. Требование к жесткости

q +Dq £ [q],

[q] = 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 Р_у и диаметра аппарата

Черт. 13

1 - для фланцев по черт. 2

2 - для фланцев по черт. 1

Черт. 14

Таблица 11

Безразмерный параметр e₁, в зависимости от Р_у

Таблица 12

Рекомендуемый шаг расположения болтов в зависимости от Р_у

Таблица 13

Вспомогательные величины d, a и е для болтов (шпилек)

в мм

Таблица 14

Размеры прокладок

^* Размеры прокладок приняты по техническим условиям, разработанными НПО «УНИХИМТЕК».

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

Приложение 6

(Обязательное)

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ПРОКЛАДКАМИ ИЗ ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТОВОГО МАТЕРИАЛА «ГРАФЛЕКС»

1. Настоящее приложение распространяется на расчет фланцевых соединений с уплотнительными поверхностями «шип-паз» с прокладками из ТРГ «ГРАФЛЕКС».

2. Характеристики прокладок из ТРГ «ГРАФЛЕКС»^* m, q_обж, [q], приведены в табл. Модуль упругости прокладки

Е_n = 11,1q, где q - удельное давление на прокладку при затяжке, МПа.

^*Примечание. Характеристики прокладок представлены НПО «УНИХИМТЕК».

3. Коэффициент жесткости фланцевого соединения a определяется в соответствии с п. 4.1.

В связи с тем, что модуль упругости прокладки зависит от удельного давления на прокладку (q), то при определении a податливость прокладки определяется методом последовательных приближений следующим путем:

Предварительно определяется удельное давление на прокладку при затяжке по формуле:

                                                               (2)

где Р_б - болтовое усилие для условий монтажа, определяемое по п. 5.4.

При определении Р_б - коэффициент a в первом приближении принимается равным единице.

Затем по формуле Е_п = 11,1q определяется модуль упругости и по п. 3.3 податливость прокладки.

Если a получится больше единицы, то необходимо определить болтовое усилие Р_б1 по п. 5.4. с полученным коэффициентом a и повторить определение q и Е. После этого вновь определить коэффициент a.

Если при первом приближении коэффициент а получится меньше единицы, то при расчете фланцевых соединений коэффициент а принимается равным единице и дальнейшие приближения по определению a не требуются.

Приложение 6. (Введено дополнительно, Изм. № 1).

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 В.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

СОДЕРЖАНИЕ