Дата введення 01.07.89
Справжній керівний документ встановлює норми і методи розрахунку на міцність і герметичність фланцевих з'єднань судин і апаратів зі сталі, що працюють в хімічній, нафтохімічній і суміжних галузях промисловості в умовах впливу статичних і повторностатіческіх навантажень. Допускається застосовувати цей РД для розрахунку фланцевих з'єднань трубопроводів і штуцерів за умови виконання п.1.3.
Керівний документ застосуємо при дотриманні вимог ОСТ 26-291.
1.1. Терміни та умовні позначення відповідних їм фізичних величин наведені в обов'язковому додатку 1.
1.2. Типи фланцевих з'єднань наведені на рис. 1-4 *. Межі застосування типів фланцевих з'єднань наведені в додатку 5.
* Креслення не визначає конструкцію.
1.3. Розрахункові формули цього стандарту застосовні при
1.4. Якщо число циклів навантаження, викликане збірками-розбірками і змінами режиму експлуатації (тиску, температури), понад 1000, то необхідно після перевірки міцності фланців по розділу 8 розрахуватися на малоцікловую міцність по розділу 9.
1.5. Робоча температура елементів фланцевого з'єднання визначається на підставі теплотехнічних розрахунків або результатів випробувань. Допускається визначати розрахункову температуру елементів фланцевого з'єднання по табл. 1.
Тип фланцевого з'єднання
1.6. При роботі апарату в умовах декількох розрахункових режимів по температурі і тиску розрахунок проводиться на умови, що забезпечують міцність і герметичність фланцевого з'єднання у всіх режимах.
2.1. Допустимі напруги для матеріалів болтів (шпильок) визначаються за формулами за умови:
а) якщо розрахункова температура не перевищує для болтів (шпильок) з вуглецевих сталей 380 ° С, низьколегованих сталей - 420 ° С, аустенітних сталей - 525 ° С
б) якщо розрахункова температура болтів (шпильок) перевищує зазначену в п.а
2.2. Коефіцієнти запасу міцності пунктів. наведені в табл. 2.
затяжка не контролюється
затяжка не контролюється
2.3. Коефіцієнт запасу міцності за межею тривалої міцності ПD = 1,8.
Коефіцієнт запасу міцності за межею повзучості пп = 1,1.
2.4. Допустимі напруги для матеріалів болтів (шпильок) для робітників умов визначаються по табл. 3.
2.5. Допустимі напруги для матеріалу фланців або обичайки при розрахунку статичної міцності:
а) для фланців по рис. 1 в перерізі S1:
для робітників умов і затягування
для умов випробування і затягування
б) для фланців по рис. 1, 2, 3. 4. 11
для робітників умов і затягування
для умов випробування
в) для кільця вільного фланця:
для робітників умов і затягування
для умов випробувань
s 0,2. sв. [S] 20 - приймаються по ГОСТ 14249 або іншої нормативної документації при розрахунковій температурі.
Розрахунок фланцевого з'єднання для умов випробування проводити не потрібно, якщо розрахунковий тиск в умовах випробування буде менше, ніж розрахункове тиск в робочих умовах, помножене на 1,35.
1. Для фланців по рис. 1 допустиме напруження в перерізі S1. для робітників умов і умов затягування при розрахунку з урахуванням навантаження від температурних деформацій Q1 може бути збільшено до 30%.
2. Для фланців по рис. 3 допустиме напруження для вільного кільця при розрахунку з урахуванням навантаження від температурних деформацій Q1 може бути збільшено на 30%.
(Змінена редакція, Зм. № 1)
3.1. Ефективна ширина прокладки, мм:
Для прокладок овального або восьмигранного перетину
3.2. Характеристики прокладки m. qобхв. К. Еп приймаються по табл. 4.
3.3. Піддатливість прокладки, мм / Н.
Для металевих і азбометалеві прокладок
3.4. Піддатливість болтів (шпильок) для фланців по рис. 1. 2. 3. 11. мм / Н
3.5. Податливість затискачів для фланців по рис. 4, мм / Н
де lз приймається по ОСТ 26-01-64.
3.6. Параметри фланця *
* У разі з'єднання з різними (за матеріалами або розмірами) фланцями розрахунок слід проводити для кожного фланця.
3.6.1. Еквівалентна товщина втулки, мм
де K - визначається по рис. 5.
Для фланців по рис. 2, 3. 4
y1 - визначається по рис. 6.
Для кришок сферичних невідбортовані
3.6.3. Кутова податливість фланця, 1 / Н × мм
де y2 - визначається по рис. 7.
Для фланця зі сферичною невідбортовані кришкою
3.7. Кутова податливість вільного кільця по рис. 3, 1 / Н × мм,
де yк - визначається по рис. 6.
3.8. Кутова податливість плоскою кришки, 1 / Н × мм,
3.9. Кутова податливість фланця, навантаженого зовнішнім изгибающим моментом, 1 / Н × мм,
для фланців по рис. 1, 2
для фланця по рис. 3
для вільного кільця
3.10. Плечі моментів, мм:
для фланців по рис. 1, 2, 4 *
8.5. Окружні напруги в обечайке (втулки) на зовнішній і внутрішній поверхнях при затягуванні, МПа:
для фланців по рис. 1 в перерізі S1
для фланців по рис. 1 в перерізі S0
для фланців по рис. 2, 3, 4
8.6. Збільшення окружних напружень в обечайке (втулки) на зовнішній і внутрішній поверхнях в робочих умовах, МПа:
для фланців по рис. 1 в перерізі S1
для фланців по рис. 2, 3, 4
8.7. Умова міцності фланця при розрахунку статичної міцності:
для фланців по рис. 1 в перерізі S1
в робочих умовах
для фланців по рис. 1, 2, 3. 4 в перерізі Sо
в робочих умовах
9.1. Розрахункову амплітуду наведених умовних пружних напружень при затягуванні визначають за формулою
де для фланців по рис. 1
AБ визначається по рис. 10.
для фланців по рис. 2
для фланців по рис. 3, 4
9.2. Розрахункову амплітуду наведених умовних пружних напружень в робочих умовах визначають за формулою
для фланців по рис. 1
для фланців по рис. 2
для фланців по рис. 3, 4
9.3. Перевірка малоцикловой міцності фланцевого з'єднання проводиться по ГОСТ 25859-83.
Для цього по амплітуді напружень, що визначається на підставі умови затягування (sa) по п.9.1, визначається допустима кількість збірок-розборок [N] с. За амплітудою напруг, визначеної для робочих умов () по п.9.2, визначається допустима кількість циклів зміни режиму експлуатації [N] р.
Умова міцності для заданої кількості навантажень (Nс. Nр) буде виконуватися, якщо
10.1. Кут повороту вільного кільця
10.2. Кільцевий напруга у вільному кільці, МПа
10.3. Умова міцності
Допустимий кут повороту для фланців по рис. 2, 3. 4:
для робітників умов і затягування
Для умов випробувань
Для фланців по рис. 1:
для робітників умов і затягування
(Змінена редакція, Зм. № 1).
12.1. Загальні вимоги.
12.1.1. Терміни та умовні позначення відповідних їм фізичних величин наведені в обов'язковому додатку 1.
12.1.2. Типи фланцевих з'єднань наведені на рис. 11. Межі застосування зазначених типів фланцевих з'єднань наведені в додатку 5.
12.1.3. Межі застосування розрахункових формул цього розділу повинні відповідати п.1.3.
12.1.4. Розрахункова температура елементів фланцевого з'єднання встановлюється відповідно до п.1.5.
12.2. Допустимі напруги.
12.2.1. Допустимі напруги для матеріалу болтів визначають по п. 2.1 зі збільшенням на 25%.
12.2.2. Допустимі напруги для матеріалу фланця при розрахунку статичної міцності визначаються по п.2.5.
12.3. Розрахунок допоміжних величин.
12.3.1. Ефективна ширина і характеристики прокладки визначаються по пп. 3.1; 3.2.
12.3.2. Податливість контактних поясів прокладки, мм / Н
12.3.3. Розрахункова довжина і податливість болтів (шпильок) визначаються по п.3.4.
12.3.4. Параметри фланця.
12.3.4.1. Кутова податливість фланця визначається по п.3.6.
12.3.5. Кутова податливість плоскою кришки визначається по п.3.8.
Кутова податливість кришки сферичної невідбортовані визначається по п.3.6.3.
12.3.6. Плечі моментів, мм:
1. Цей додаток поширюється на розрахунок фланцевих з'єднань з поверхнями ущільнювачів «шип-паз» з прокладками з ТРГ «ГРАФЛЕКС».
2. Характеристики прокладок з ТРГ «ГРАФЛЕКС» * m. qобж. [Q], наведені в табл. Модуль пружності прокладки Eп = 11,1 q. де - питомий тиск на прокладку при затягуванні, МПа.
3. Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання a визначається відповідно до п. 4.1.
У зв'язку з тим, що модуль пружності прокладки залежить від питомої тиску на прокладку (q), то при визначенні a податливість прокладки визначається методом послідовних наближень наступному шляхом:
Попередньо визначається питомий тиск на прокладку при затягуванні за формулою:
Рб - болтове зусилля для умов монтажу, визначається по п.5.4.
При визначенні Рб - коефіцієнт в першому наближенні приймається рівним одиниці.
Потім за формулою Eп = 11,1 q визначається модуль пружності і по п. 3.3 податливість прокладки.
Якщо a вийде більше одиниці, то необхідно визначити болтове зусилля РБ1. по п.5.4. з отриманим коефіцієнтом a і повторити визначення q і Е. Після цього знову визначити коефіцієнт a.
* Примітка. Характеристики прокладок представлені НВО «Унихимтек
Якщо при першому наближенні коефіцієнт a вийде менше одиниці, то при розрахунку фланцевих з'єднань коефіцієнт a приймається рівним одиниці і подальші наближення за визначенням a не потрібні.
Тип і матеріал прокладки
1. РОЗРОБЛЕНО НДІХІММАШ, Укрндіхіммаш, ВНІІнефтемашем
Рачків В.І. к.т.н .; Зусмановського С.І. к.т.н .; Гапонова Л.П .; Смольський 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 .; Зейді И.Е .; Вольфсон Б.С.
2. ЗАТВЕРДЖЕНО І ВВЕДЕНО В ДІЮ листом затвердження Головного науково технічного управління від 29.11.88 р
3. ЗАМІСТЬ ОСТ 26-373-78, ОСТ 26-01-396-78, ОСТ 26-01-54-77.
4. НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ
3. Розрахунок допоміжних величин. 4
4. Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання. 6
5. Розрахунок навантажень. 7
6. Розрахунок болтів (шпильок) 8
7. Розрахунок прокладок. 9
8. Розрахунок фланців на статичну міцність *. 9
9. Розрахунок на малоцікловую втому. 11
10. Розрахунок вільного кільця. 12
11. Вимоги до жорсткості. 12
12. Розрахунок фланцевих з'єднань з контактуючими фланцями. 16
Додаток 1 Терміни і позначення. 20
Додаток 2 Коефіцієнти лінійного розширення. 21
Додаток 3 Момент, що крутить на ключі при затягуванні. 21
Додаток 4 Приклад розрахунку фланцевого з'єднання. 22
Додаток 5 Межі застосування типів фланцевих з'єднань. 26
Додаток 6 Норми і методи розрахунку на міцність і герметичність фланцевих з'єднань з прокладками з терморозширеного графітового матеріалу «Графлекс». 29