GB-T 17186-1997钢制管法兰连接强度计算方法

GB/T 17186-1997 前 理全 rJ 本规定了两种不同的法兰计算方法。其中方法A的内容主要取自于JIS B 2205-1991《管法兰 计算方法》；方法B的内容主要取自于DIN 2505-1964《管法兰连接计算》。同时规定两种不同计算方法 的目的是为了适应我国已发布实施的法兰标准（等效国际标准的法兰标准）。 本标准的法兰计算方法A与GB 150{{钢制压力容器》标准中的有关法兰计算方法的内容相当。 本标准与GB 9113-9123K钢制管法兰》配套使用。 本标准由中华人民共和国机械工业部提出。 本标准由机械工业部机械标准化研究所归口。 本标准起草单位：机械工业部机械标准化研究所、华东理工大学、浙江工业大学密封件厂、无锡市石 化配件厂及化工部设备技术中心站。 本标准主要起草人：李新华、蔡仁良、李俊英、邵君平、吴国松、应道宴、田争、陈琳。 本标准委托机械工业部机械标准化研究所负责解释。 中华人民共和国国家标准 钢制管法兰连接强度计算方法 GB/T 17186-1997 Calculating method for the strength of steel pipe flanged joint 1 范围 本标准规定了用于钢制管法兰的A,B两种强度法兰计算方法。 本标准的法兰计算方法A主要用于公称压力PN为2. 0, 5.0,11. 0,15.0, 26.。及42. 0 MPa的钢 制管法兰。 本标准的法兰计算方法B主要用于公称压力PN为0.25, 0.6,1.0,1.6, 2. 5及4. 0 MPa的钢制管 法兰。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 150-1998钢制压力容器 3 总则 3.1 本标准适用于垫片在螺栓孔中心圆内侧的钢制圆形管法兰。本标准不适用于椭圆形、方形等特殊 法兰及垫片在螺栓孔中心圆外侧的圆形管法兰。 3.2 带颈对焊或带颈平焊和承插焊法兰应采用热轧或锻造工艺制成，不可由钢板直接割制。如用钢板 制造，应沿钢板轧制方向割出板条，然后弯制，并使钢板的一个表面向内对着法兰轴线。钢板应经无损探 伤检查，不得有分层。对接焊缝应采用全熔透结构并进行焊后热处理。 3.3 螺栓的数量应尽可能多，以使密封更均匀可靠；螺栓孔中心距与螺栓孔直径之比不应大于5;螺栓 孔中心圆应尽可能小，以减小弯矩。 3.4 螺栓数量至少应为4或4的倍数。不应采用小于M12或螺纹根径与此相近的螺栓。 3.5 螺栓的计算温度大于300℃或标准压力大于4. 0 MPa时，最好采用弹性螺栓。 3.6 除标准法兰外，法兰盘与颈部的过渡半径r不应小于0. 25tf，且大于6 mm. 4 法兰计算方法A 4．， 符号或代号 Aa— 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积，mm 2 ; Ab— 实际使用的螺栓总截面积，mm z ; Am— 需要的螺栓总截面积，取A。和A，中的较大值，mm 2 ; A,— 操作状态下需要的最小螺栓总截面积，mm 2 ; b— 垫片有效密封宽度（见4.2.1.1条）,mm; 国家技术监督局1997-12一26批准 1998一10一01实施 cs1T 17186一1997 b,— 垫片基本密封宽度（按表1选取）,mm; C— 用于确定最小焊缝尺寸的基本尺寸，取‘或t，中较小值，MM; D— 法兰外径，mm; Db— 法兰螺栓中心圆直径9 mm; 氏— 垫片压紧力作用中心圆直径（见图D,mm; Di-— 法兰内径，mm ; 当Di<20S，时，在法兰颈部的轴向应力am的计算式中，以八，代替Di; D;,— 计算直径，mm; 对松套法兰及_f<1的整体法兰，公；二D：＋占：；对f>1的整体法兰，D, = D,+do ; D.- 垫片外径，MM; 叭— 螺栓的螺纹小径或杆部最小直径，取其中较小值，MM; d，— 参数，mm 3； ＿，＿一 ，。＿‘、、，，‘。，，。＿、，～ ，，、．、，、。一 ，，～、 。、、、、， ． U ＿＿，＿，＿，，。一、，、， 对于整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰，dI =芳ho此；对于松套法兰， i.4 4 JJM FT l“一朴.r} IriJAlL rt-UA一犷‘厂“J’山‘如料’“一’‘’Vl’‘u -O,1. 2 ic}zs'1H1 一’ U ＿。 d, =- ho S` 一’V厂．u一 0i e— 参数，mm 3； ．－－－⋯ 、．＿＿＿ ．＿‘，⋯ ．．＿‘二 、＿二 ＿． ＿．、 F ，＿二 ＿＿⋯ F 对于整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰，e＝ 1；对于松套法兰，碑二 .P= } ; ，．JJ坦汗’“一朴’r刀F"'' TIC一护’77'r .0 IJ-}ti,}N1}--I” h0’‘，“J‘“zc'～一’.. h,’ f- 颈部应力校正系数，由图3查得及按表4计算（当fit时，则为颈部小端应力和大端应力的 比值；当f<1时，取f=1>； F— 流体静压总轴向力，F=0. 785眺p,N; Fn— 流体静压力作用在法兰内径截面上的轴向力，Fn=O. 785D?p,N; FG- 预紧状态下需要的垫片最小压紧力，N; F,— 整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰的系数，由图4查得及按表4计算； FT— 松套法兰系数，由图5查得及按表4计算； Fp— 操作状态下需要的垫片最小压紧力，N; FT一一流体静压总轴向力与作用于法兰内径截面上的轴向力之差，FT=F-Fn,N; h— 法兰颈部高度，mm ; h。一参数，＊。一D;Bo,mm; 、，、，，＿，～ 。、，、，，～ 、。．一 ＿＿ D K— 法兰外径与法兰内径之比值，K=苦； 1aa-, I w-j I“一r :r u.} - },“ D;’ L- 垫片压紧情况下或操作情况下法兰设计的螺栓载荷，N; L— 预紧状态下需要的最小螺栓载荷，N; Lp— 操作状态下需要的最小螺栓载荷，N; M— 预紧状态下需要的法兰力矩，N·MM; 从— 操作状态下需要的法兰力矩，N·MM; Mo— 法兰设计力矩，取Ma与从 之大值，N·MM; Mn— 由于内压施于法兰内径截面的轴向力所产生的力矩分量，Mp=F?S,>,N " mm; MG— 由于垫片压紧力而产生的力矩分量,MG=FGSG,N - mm; MT— 由于内压施于法兰的总轴向力与施于法兰内径截面的轴向力之差而产生的力矩分量， M,二FTST,N．mm; m— 垫片系数，按表Z选取； Gs/T 17186-1997 N— 垫片接触面宽度，按表1选取，mm; n— 螺栓数量，个； p— 设计内压力，MPa ; r— 圆角半径，mm; － ，·t～卜 ·、一一 ‘，、，一一 ，＿‘．、，于＿ 、＿．＿，．＿ ，＿＿＿ ＿ D卜一D S— 从螺栓中心圆到法兰颈部与法兰背面交点的径向距离，S=-气- -`8, ,mm; 一 v、～、’一 ’～～‘弓‘一一～、r1一 y L_.一 曰一～ 11- 1J’～’“‘妇‘一，’一 2 SD— 从螺栓中心圆到F。作用位置处的径向距离，MM; SG— 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离，MM; ST— 从螺栓中心圆到FT作用位置处的径向距离，MM; T一由K(K=昙）值确定的系数，按图6选择； 囚“、“ D‘／IM I" n4-曰J JI朴’JX 1>I，K= JT’ tf— 法兰厚度，MM; t?— 接管厚度，MM; t,— 当按整体法兰计算时，为2倍60(mm)；当按松套法兰计算时，为内压所需的接管壁厚度 (mm）的2倍，但不小于6.35 mm; D_一一 二 ，，一‘， 。＿、＿一 ＿ ．、一 、d‘～＿ U— 由K(K=苦）值确定的系数，按图6或表4选取； “ 囚“、‘“ D;' `狈 G^ $4 J补Xti’73x Pdv～认飞户朴’ V,— 整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰的系数，按图7查取或表4计算； V,— 松套法兰系数，按图8查取或表4计算； Y一由K(K=昙）值确定的系数，按图6选取； 1-4“、“ Di产以狈‘“J刁、肚’JJx fuJ，，朴’ y— 垫片比压力，由表2查得，MPa ; ＿ ，＿＿＿＿ D、～＿‘一 ，，一、．． ，、＿＊ ＿，I＿一＿ Z— 由K(K=苦）值确定的系数，按图6选取； 一 w““一 D, i lt1 NU /V.. N J }} x}. 7 }x W “.`., 7 s,— 法兰颈部大端有效厚度，MM; 80— 法兰颈部小端有效厚度，MM; ，‘ 、t。＋1 tf 几— 系数 从＝-9A= 瑞毕二＋十 ； 。、‘，‘、 T ’d,’ 6?— 法兰颈部轴向应力，MPa ; 6R— 法兰环的径向应力，MPa ; 6T— 法兰环的切向应力，MPa ; 压I— 常温下螺栓的许用应力（见GB 150第4章）,MPa; 〔。］屯— 设计温度下螺栓材料的许用应力（见GB 150第4章）,MPa; 〔司r— 常温下法兰材料的许用应力（见GB 150第4章）,MPa; 垫片面中心线 Fr.厂一— ‘一 Fr. 颧预 bo <6.4mm bo＞6.4mm 图 1 垫片载荷反作用位置 GB/T 17186-1997 ［司；— 设计温度下法兰材料的许用应力（见GB 150第4章）,MPa ; 「司上— 设计温度下接管材料的许用应力（见GB 150第4章）,MPa, 表1 垫片基本密封宽度 一 GBIT 17186-1997 表2 垫片性能参数 井 GB1T 17186-1997 表2（完） 二月 4.2 计算 4.2.1 垫片 4.2.1.1 垫片有效密封宽度 选定垫片尺寸后，按表1确定垫片接触面的宽度N和垫片基本密封宽度b,，然后按以下规定计算 垫片有效密封宽度b; 当b,成6.4 mm时，b=bo,mm; 当。,>6.4 mm时，，一2. 53而,mm, 4.2.1.2 垫片特性参数 各种常用垫片的特性参数（二，.v )按表2选取。 4.2.1.3 垫片压紧力作用中心圆直径（见图1) 对于图2(a)所示的松套法兰，垫片压紧力作用中心圆直径DG即是法兰与翻边接触面的平均直径。 对于其他形式的法兰，则按下述规定计算： 当6o成6.4 mm时，DG等于垫片接触面平均直径， 当bo>6. 4 mm时，DG等于垫片接触面外直径减去2b, 4.2-1.4 垫片压紧力 a)顶紧状态下需要的垫片最小压紧力按式（1)计算： FG＝3. 14DG妙 N “·“·“·”····”··””，·，一 （1） b)操作状态下需要的垫片最小压紧力按式（2)计算： Fp＝6.28DGbmp N “·“·”·”·“·“·····”一 （2） 4.2.1.5 垫片宽度校核 垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用，可能因压紧过度而失去密封性能。为此，垫片须有足 够的宽度Nmin，其值按式（3)校核： A.,厂口〕卜 N,n,。二一器苦牛＜N mm ······················一 （3） 一’mln 6. 28DGy、一’ ‘”“’ 、‘， Gs/'r 17186--1997 式中：A、按4.2-3.2条确定。 注：IVm‘允许按成熟的使用经验确定。 4.2.2 法兰型式 法兰按其整体性程度，分为以下三种型式（见图2): a）松套法兰：法兰不直接与接管颈、容器或管壁相连接的结构，和不考虑其连接方式会产生与整体 连接有相同机械强度的结构。 1)搭接法兰：系与翻边短节组合使用的法兰，如图2中的（(a）及（b)所示。 2)插接法兰：系将法兰旋入管子或插入管子焊接装配的法兰，如图2中的（c), (d)及（(e）所示。 b）整体法兰：法兰与接管颈、容器或管壁一起铸成或锻成一个整体的结构，以及用其他弧焊或气焊 方法将它们对接焊成或连接成，从而使法兰与接管颈、容器或管壁被当作是相当于一个整体的结构。在 焊接结构中，接管颈、容器或管壁被当作法兰的颈。典型的整体法兰结构如图2中的（f),(g),(h),(i）及 (j）所示。 c）任意式法兰：法兰与接管颈、容器或管壁焊接装配的结构，其组合相当于一个整体连接，其计算 应按整体法兰进行。但为了简便，当满足下列各值的条件时，也可按松套法兰进行计算： 80镇16 mm; D; 寻毯300。 8"～“””， p镇2 MPa； 操作温度小于或等于370`C o 典型的任意式法兰结构如图2中的（k),(i),(m),(n）及（0）所示。 垫片 单面或双面全焊透焊缝 tf h t' tf->t?Q ` LFc -i- FTa FnA 0. 7C(*j1-,) }.!},5}}`i1}}}G}c Il'} pT}1AZ1}1Fa}7}# - Mfg +}(a) (b) 坐斤 ， If． h }}刀 位乙交乞 q u) I--}‘Y ///1} }} 1， I 尸2乙二全22乙乙} _一一土 片夕名名‘‘‘‘台盆盆匀‘一～ ., I一‘ ！！ reseeeeeeeeeeeeesn ｝PD ’ I ＼0. 7C(最小）＼ 、 'f f冬，r4&-k-N 10.7C〔最小） Za} m dm f* 4-1-- 'L 一 骊 部锥度<6时 ， ’卜梢‘“子邢‘分’认一 简图（d), Ce）未表示的载荷和尺寸 ～、 （可以不带颈） ’～一’一‘’石石石几‘、二么’‘’一’ 取 o=s1 、．J，一＂，杯， 和简图（c）相同 （c） 和简图（c）相同 取s。二古， 图2 法兰型式 GB/T 17186-1997 垫片 If 垫片 ，；． 几 自一攫巍 “田 r T} QQT i -1 Z; AI A} 117FT FD FA Jt Fc S} FA Fn S' w81=8o 2 2 (f) （9） 卜厅成一 h 士5 8o +丝 1.58o（最小） (h) ’ 引 ‘人望丝垫遨 (i) t1 ．。 h n 77 7"n I一‘。！II -7 /1 ）I 11‘’「， II I` ’＼ ＼ C(JRMO ’I”／ /'.4I ｝／I 少 ’一 ＼ 但不小于6mm ／ ／‘。 ／ 电 ／＿ ＿，＼ 。．7C(最小） 一粼（M73 0.256. }IAJ!}GfE6-MVJ_1-,kN Tt5TtAfflM(f)}}t}lrSi;i`f 7.>,pal= a. ＿ (k) (j) Ccl}d}) t C(}d}) l (1) (m) A.衬垫， Gtis-31. }} 6} }J 5f a7} f1BEE F.}El # a+b>- (n) (o) 图 2（完） Gs/T 17186-1997 25r－一－一r－～～了－～－丫－－ 25 20卜－－咔－－叶一－山－－‘－J一刁‘一‘－占一鑫一.一 .一－ .一 . a i一 I一 I斗刁一」i-斗一月一月一」－十－卜月夕马产b阅20 均r－－．了－－－， J一人－－一 川J74-WTP珊傲‘ 咔－＋叫卜－州卜一」一－弓－一七产弓声州 15 10卜－－叶－－叫卜－呀－－咔－－十－＋－州～－卜－卜叫卜月－斗一十＋ 琦一＋．斗一十」一斗一创卜产七声十声． 10 8卜．．－4曰～～ 1 扣_...刁 ， 叮「－－－Teeesra，eeeeeereswe， 7 、 卜．．～－卜－－－叫卜一－叫卜－ 、丫＿ ’ －‘与八aal_ J 40体，门‘闷碑4，书‘， 一 、 ， "卜．～－闷－－－－卜－－刁一－一4－－刁妇，－卜～－‘－刁．一 目．J乙“七‘J‘ -'尸 0bZ V 1'1－ V I L l－ /I / I ‘ I /I一 I l ．_.t.L I T． ‘「一— ［ 1 一〕 1一一下，一reeweTeeeer－，一，r二月－，尸 2飞口，}h夕～，尸宁，r，勺尸，， 甘4 ！ 3卜- 1 卜－－礴－－一 ．w乙、』‘益J一．－山亡‘上－司匕‘山--J口 。 0‘二二二工二二二二二二二亡二二二 o-/,o 卜一呀一．--V -十，侧卜－十 3 2．5卜．．～－卜－－－州卜－－叫卜－ 'C.刁G二司‘二J二二L二刁二二汇 。 2卜～～－小～～一碑一一－卜－一司 芍泌盆－Lse山乙二－」艺」一」走」。 1.5 z 3 q 5－ 一～．．．．．S1/Sr 图3 f值（颈部应力校正系数，计算式列于表}) GB/T 17186-1997 T,y．．．，．． 口盆 以二 卜． 哈 I令 Qall 11 1 a -4F+- I --v1T7-1 -I I t T , 1_, I__I _I 1一一 } N N M M d} eY 49 t0 Of 6 N LAO O O O O O O O d 6412,01 p ,.y ~ N } IA.t+ I,y.NNlilt Iit HON0000OOtO} ip tf!‘一 。 W 卜 。 。 “ “ d lJ -now..- GB/T 17186-1997 20cwe －ee －．．． r -- － 一 ．一一一一－一一r，尸兮ee－理 叭 一一－．口．．．亩目．．．．～．一一一 ，一 一一一‘当吕盖． 1.0-- ～一一一吧二二二二二二二碳升长 尸 0.9- 二 一 ’ 0.8～一‘．．勺．右之，归‘二二丁一 一 0.7- ， L ． 二 I．50 0. 6- T--一 亡，丁 — 一，愧知勺‘～ 夕 nn 0.5一 一— 0.4 －一一 J 一’一不厂一一 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 一 S,180 图5 F,,值（松套法兰系数，计算式列于表4) ，，＿1. 02 1. 03 1. 04 1. 051. 061. 081. 10 100二‘二～孟奋函二石声‘闷书二奋二 90pvftc--卜一一，一叫卜一;--一卜 T～一一 一」－－一一闷 ，，，，，。，！。‘，，一 。、一， F - a 80卜闷它、 1Ivft ‘一 一十一州卜一十一卜+-t-+r－一－ 一．-+-－一一叫 T= 长井一一畏分异一二户弓干二滚洪一云户一汁 F- } 70卜一一‘、，℃一一十－一十一州卜 一一－－－一，－－一一州 、－，－·，－－二－－－－－－，、 一 卜J 60卜一－一州丹e、寸一勺十一－卜州卜十十寸－一－一－一一－寸一一～一州 n_竺卫进二己.三已理竺二生tw}二二二 卜一－曰 50佑尸se‘一 十一一Jt、r十一寸一寸一十-t- － －－－－－－ 一 卜－ 闷 40卜Av 十一－一十.-AO%十一十州一＋斗一一 一－－一一十－一一叫 r =不尸一 , l u. 66254。十a. iieyv～ Y,-一 ,一 ,卜－闷 30卜一一－－十IV 十一寸‘一 卜、 、 十叶一一一 一卜一一一叫 2＝ 玩汾二一于 人 钾 浮护 卜一－州 20卜一－－－卜一－州}--ft 叫卜月一十 十日、尹吮---ft xv －一一－呼一－ 一一十－－一r叫‘，尸we币 一 ～一 ，一 ， 一 －一斗一～叫 N ） I ！ ！，、！ ！ ！ I I，、} I t I ！ I i i I I 】 I I 卜 I ｝ I I IV I I I ＿，、、、 ！ ！ I I I ！ I I I ！ ！ I 匀 1 I I I I IN I I 一 、、、、！ ｝ ！ I I I ！ 11 I I I 卜 I I I I 【 I Ix ！ 、、产、 于 I I 1N'. ！ I ！I I ｛ I 1 10卜－一闷一－半一司一4一仁斗44k,L- Z-一一月;%;!llv i一一书一丰一卜斗 10 甲 9卜一－－叫卜－一十一一十一十一卜叶一卜十‘、了一 9 ． 8卜一一－十一一州卜一十一汁一十洲卜十汁一 8 7卜一一－一卞一－一十一一十－叶－寸一十呀一卜－－ 7 6卜．一 卜一－日～一弓一一卜一卜科一干斗一一一－一－‘、亡－ ～“一卜一－月吮争 6 5卜一－－一十－一州卜一十－叶－十一卜十日卜－ ．一一 一十J吮～－一卜一一斗－ zhcFs* 咔一十咔日一一一－一一一－＋－一一一＋一～ 5 4卜－一一弓一－－叶一一十－寸．一十一卜十月一一一一 一十一一～--T 寸一一十．一卜'.长月C十十－一一一 一－一十 4 3卜一一一－十－－州卜一寸－叶 一寸－十汁一卜－一 一一一一一十一一一一十一一一尸、d 响一十一十 十一卜朴咬卜‘ 3 一丽一衬琳川咐麟卜摹一 1. 02 1. 03 1. 04 1. 051. 06 1. 08 1. 10 1.20 1. 30 1. 40 1. 501. 60 1. 80 2. 00 3.00 4.00 5.00 一 K二Df D; 图6 T,U,Y及Z的值（含K的项） GB/T 17186-1997 'A-11- ．口 ‘自 ，宁 M 心v 尸y O O O O O 6 O 酬珊一、 卜仁书」月以 “喧卜三1斗1渭招招1吕卜 月` MP35,41-1}5Fr, 0 0 OVI月一’ 十 卜十－十-t--十叫 一！、哭 卜o,丫．～r，月尸州卜「六 气犷、 ，一口飞一川一户一，飞议，扮.. ,1c． 乓、 卜仁仁1-4叫 II 卜1;1 11 a m nb卜仔4J斗升丢4+ 去封I0Yl--ANA 拭 卜仁仁4．4司-V l.,卜川目困用引科刁州-1卜4引子日棒村. t l11r""1!场附N卜闷 飒 卜卜朴朴朴书子丫＋书11斗件川I-N斗 。 卞 卜十十寸寸叶寸 寸寸1饰rt们们州川日卜廿rT了Trll们滋”竹，州 燕 卜十叶一卜十呀－卜卞寸州rt市川 略 卜十＋斗日一卜＋斗弓日卜于于于嘴 名 卜书小4一卜t-T-t月．4 」刁翎州阵4月科．I 444任枯书4I F 11111111」一卜」 All 口口」止止二二土几且通』月划生 土上篮址址王卫J习姚肚上J二」岭 坦 ！｝！！｝｝｝｝】1liInrllrI1｝11 I 11 11 L ARM I！I！N 栖 广r卞卞卞寸门州广汀门月旧下了丁 半 卜小斗月一卜书斗刁一停村」手枯子妥一陪卜书斗升fiflF If书子月升子卜十 宕 阵件阶汗汁川阳书利洲私翻 IF I洲洲 泛 抓 ‘ 卞 卜十寸州卜卜十．十寸」日卜卜州冲户十介喇什介介引r犷犷AM Y!月一卜十寸州 三 III 日十汁汁++树ill III什 It U A份姗料科 闪1 馨 卜仁书书书千＋斗书引条卜睁干手斗 翻 I｛I｝｝｛I｝ill I l if Ill V I/ V 1/I IV力仪刀明 I｛11｝11 教 卜十十十寸寸．十钊咐t翻活寸们习侧门门甘 举 III｝｝｝｝111111)11 Y VIN 以／为例阴阴 ！｝I｝I｝！！ 喇 广下丁叮州广rTll了目『TT〕 411 II｝｝II｝I IV材I I/ I II /V竹认扫”肠仁｝I！｝｝｝！！II 澳 「下丁丁丁门厂「盯 'm 了1门7 1！I！I IT I丁刁 耸 I｝｝｛｝｝！IVII/M ｝/I AIVZ/Y/Y/YIIZ ｝I｝｝｝｝｝｝｝11。 a ！III！！VIVm I扎刀劣比召理河研 ！｝｝｝I！！｝IIII’ 划 卜斗－卜十州卜＋ 肋日‘任出月臼洲州翻服洲叻污叶－卜寸 洛 画 月口 创， ，州 M N r叫 a d 6 d d 己 6 I八．曰．．．． GB/T 17186-1997 100巨三三压三率二二工二二工习 80卜．．．．．．‘＝＝，卜－－－－ 60卜～一一－～一－－－－斗一－－‘ 40 1 ‘二二二 M "` 30卜－石二二巴曰．．．．d．．．． 一叫 20卜～－‘－一二二二二．，．．．． ．－ 闷 10卜～一－一一一一一一－礴一－一一 LO ---4 5 尸二二，．．．．．．白‘二二二， 6 卜一一一一一－－－－－十一－一－ 4 卜－－－一－－－－石二军巴，．． 3 卜－一－‘＝＝．．．．叫．．‘二 0. an －， 2 卜－二二二，．．．．日．之 一 － T 钾．．．．．巴，十 0．.QS 闷 1 0.8七= i }C 十eewewewe 0.6日RLm 二，，暇二罗－气～‘．．．曰呢‘七二 ．es 一 －－门一一－－ 0.4卜‘，曰西司卜曰乡、日卜二，．． n。。．．叫 0. 3 ．一一‘二．．，．‘七二 甲－－～～叫卜，‘．．叫 0.2卜一－－－一一一一－‘种弓尸 ‘． 0. 11-－一一一一一一－－-4- － 一－--PWZ 0.08卜～一－，－．－－一－－＋－一－- -1-～一‘ k4p% －一十一－－－－曰．卜如‘之，叫 0.06卜－一－一－一一一－t －一 －一－ 刊卜一－－－－一J、‘，喃r 0. 04 t--''～～－－－甲～－－ F-－州－ 1－州－ -－州－ h－州－ i－州－ =－州－ }－州－ 4－州－ .－州－ 7 ， ．一闷 0.031 -.二二一一二二二二 卜－一－－州－一扣－ 一 一口～－斗－～－‘．勿叫卜扮、‘尸闷 0.02卜－‘‘～曰益‘‘‘礴一－－－－ 0. 01 t} 一－山－曰．－ ．．上－一‘～－－－．－－二曰－－－－－－－1－一．－J 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 - 81180 图8 V：值（松套法兰系数，计算式列于表4) 4.2.3 螺栓载荷 4.2.3.1 计算上所需的螺栓载荷 用于计算螺栓所需的总有效截面积使用的螺栓载荷按以下规定： a)预紧状态下需要的最小螺栓载荷按式（4)计算： L,＝3. 14DGby N “···········“·““··“⋯⋯（4） b)操作状态下需要的最小螺栓载荷按式（5)计算： Lp＝F＋Fp＝0.785眺p＋6. 28DGbm p N··“··““·“··“”⋯⋯（5） c）自紧式垫片所需的螺栓载荷： L, = 0 L, = F＝。．785斌p N ··········“·········⋯⋯（6） 4.2.3.2 需要的和实际的螺栓总截面积Am和Ab a)需要的螺栓总截面积A二应为以下在预紧状态下和操作状态下需要的螺栓总截面积A。和A，中 的较大值。 L. A,一武 mm` ’””⋯”·”·”·“⋯”⋯“·（7） GB/T 17186-1997 ，＿ Lp ＿＿2 Ao＝苦丢不 mm 2 “·“·“·“·“·“·“··““·“一 （8） Cd76 b）实际的螺栓总截面积A、应不小于需要的螺栓总截面积Amo 4.2.3.3 法兰设计螺栓载荷L a)预紧状态下法兰设计螺栓载荷按式（9)计算： A，十Ab ， L＝二＝廿.-.l a］b N ····“·“·“·“·“·“·“·“一 （9） 一 2 ‘一曰。 b）操作状态下法兰设计螺栓载荷按式（10）计算： L＝Lp N “·“·“·“···“·”·，．··“·”“·（10） 4.2.4 法兰力矩 a)预紧状态下需要的法兰力矩按式（11）计算： 材‘＝L. (D、一Dc)/2 N·mm .................................（11） b）操作状态下需要的法兰力矩按式（12）计算： 风 二MD＋MG＋MT N·mm ·””········”，·········‘·⋯⋯（12） c)操作状态下法兰载荷的力臂按表3规定。 表3 操作状态下法兰载荷的力臂 mm 以汁奋一 法兰设计力矩Mo取以下大值： 「。，〔。〕｛ ｝材 。于子 M?＝丈. ._, Ca) f N·mm ·。·······“··““·····””一（13） 风 4.2.5 法兰应力 法兰应力须根据垫片预紧及操作的两种情况中起决定作用者，并按照下列来决定。 a）对于不带颈的松套法兰和设计者按无颈法兰计算的带颈松套法兰，以及按不带颈松套法兰计算 的任意法兰： 法兰颈部轴向应力 aH=o 法兰环的径向应力 。R"`" o 介 、·一 ·一一 ．、， YM, ＿＿＿ 法兰环的环向应力 (IT =书署 MPa “·“·“·“·“·“···”·”·“·“···”一 （14） ．．一一 、－·.-一，， 一‘ trD; b）对于整体法兰及按整体法兰计算的任意法兰，以及带颈松套法兰： 。、＊＿，。一山，＿ 厂M 、，， 法兰颈部轴向应力 aH＝芍云登 MPa “·“····“·”··””·”···“一 （15） 1。一，“一，．，“／‘ 一” A6;D 、，－、，一，·～一一 ， (l. 33tfe十1) M 、，。 法兰环的径向应力 -R＝兰立二共导法书二二 MPa “····”·”·”·“·“·“·“一 （16） 。一＿一。J一 。一／切 一“ 几tfD; ＿ 、．＿ 二＿ ，＿＿＿． Y几么 ＿ ＿＿＿ 法兰环的环向应力 aT＝书寻 一ZvR MPa “·“·“·“·”·“······”一 （17） 1。一尹，，、尹一l－J二／‘ 一’ tf口 一” GBIT 17186--1997 4.2.6 法兰应力校核 4.2.6门 法兰的计算应力 a)法兰颈部轴向应力aH 1)将接管的一部分当作颈部的整体法兰，以及作为整体法兰计算的任意式法兰，如图2(}）所 示： aHC1. 5[a]；与1. 5[a工之较小值； 2)颈部与管子焊接的整体法兰，如图2中的（g), (h)及（i）所示： aH镇1. 5[a]；与2. 5[a]二之较小值； 3）整体法兰，如图2(f）所示： aH（1. 5[a]；。 b）法兰环的径向应力 aRC[司； c）法兰环的环向应力 aT簇 [司； d）法兰组合应力 aH -{- aR2、[al !H专aT、[a]{ 4.2-6.2 计算带颈的松套（插接形）法兰时，不能把与之连接的接管作为颈部一起计算，如图2中的 (c)、(d）及（e）所示。 4.2-6.3 松套（搭接形）法兰中，为了使搭接或翻边短节在垫片紧固时承受剪切力，其剪切应力不得超 过搭接材料许用拉伸应力的0.8倍，如图2中的（a）及（b)所示。 4.2-6.4 管子靠近垫片接触面焊接的法兰，焊接处焊缝的剪切应力应不得超过管子材料在设计温度下 许用拉伸应力的0.8倍，如图2中的（d),(e),(j),(k),0）及（rn）所示。 表4 法兰系数FI,Vl,f,Fi.,Vt计算式 一川 GBJT 17186-1997 表 4（完） 一 GB/T 17186-1997 5 法兰计算方法B 5.1 符号或代号 A8— 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积，mm 2 ; Ab— 实际使用的螺栓总截面积，Ab=O. 785武, mm2 ; Am— 需