Законодательная база Российской Федерации

"НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. РД 10-249-98" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.08.1998 N 50) (раздел 8) (ред. от 13.07.2001)

8.8.1.1. Расчетные схемы фланцев даны на рис. 8.3-8.6.

Рис. 8.3. Фланец с коническим переходом

Рис. 8.4. Фланец с нажимным кольцом

Рис. 8.5. Фланец с мембранным уплотнением

Рис. 8.6. Плоский фланец

8.8.1.2. Изгибающий момент от усилия обжатия прокладки определяется по формулам:

во фланцах с коническим переходом и в плоских фланцах

Md = Fd l2,

где Fd - усилие, которое принимается согласно п. 8.7.5.1, Н;

l2 = 0,5(Ds - Dm) - плечо действия усилия при затяге, мм;

в нажимном кольце

Md = Fd l4,

в опорном бурте

Md = Fd l5,

где l5 = 0,5(Df - Dm).

8.8.1.3. Изгибающий момент от усилий, действующих в рабочем состоянии, определяется по формулам:

во фланцах с коническим переходом и в плоских фланцах с прокладочным уплотнением

Mp = F1l1 + F2l2 + F3l3,

где - усилие от действия давления внутри корпуса, Н;

l1 = 0,5[Ds - (D + s1)] - плечо действия усилия F1, мм;

F2 - усилие, которое принимается согласно п.8.7.5.2, Н;

l2 - плечо действия усилия F2, которое принимается согласно п.8.8.1.2, мм;

- усилие от действия давления на внутренний участок тарелки фланца, Н;

во фланцах с мембранным уплотнением

Mp = F1l1 + F4l8,

где - усилие от действия давления на внутренний участок тарелки фланца и мембраны, Н;

в нажимном кольце

Mp = (F1 + F2 + F3)l4;

в опорном кольце

Mp = F1l6 + F2l5 + F3l7,

8.8.1.4. Изгибающие моменты Mh во фланцах, в нажимном кольце и опорном бурте от давления гидравлического испытания p_h, определяются по формулам п.8.8.1.3. При этом в формулах определения усилий F1, F2, F4 вместо расчетного давления p подставляется давление гидравлического испытания p_h, усилие F2 от расчетного давления заменяется на усилие F_2h от давления гидравлического испытания, определяемые согласно п.8.7.5.2.

8.8.2.1. Моменты сопротивления фланца с коническим переходом определяются по формулам:

для сечения А-А

;

для сечения В-В

, если =< h_f;

где ;

для сечения С-С

.

Расчет производится, если h_f = s2.

Примечание. Если в рассматриваемом сечении расположен сварной шов, то расчет производится с введением коэффициента прочности сварного шва на изгиб согласно разделу 4.

8.8.2.2. Момент сопротивления плоского* фланца определяется по формуле

.

* Приварка плоского приварного фланца к изделию (труба, сосуд) одним сварным швом не допускается.

8.8.2.3. Момент сопротивления фланца с нажимным кольцом определяется по формулам:

для опорного бурта

;

для нажимного кольца

.

8.8.2.4. Для фланцевых соединений значение редуцированного диаметра отверстия следует принимать:

d_0R = 0,5d_0 при Dy >= 500 мм;

d_0R = d_0(1 - 0,001Dy) при Dy < 500 мм.

8.8.2.5. Напряжение во фланцах во всех сечениях определяется по формуле

o = M / W,

где M- изгибающий момент для трех состояний фланцевого соединения, Н·мм; определяется согласно пп. 8.8.1.2-8.8.1.4;

W - момент сопротивления, мм3; определяется в соответствии с пп. 8.8.2.1-8.8.2.3.

Проверка напряжений производится во всех расчетных сечениях при всех видах нагружения.

8.8.2.6. Для всех сечений и всех видов нагружения должно выполняться условие прочности

o =< [o_f].

Допускается превышение расчетного напряжения в сечениях над допускаемым на 5%.

8.8.2.7. Для оптимизации размеров фланцев рекомендуется:

для фланцевого соединения с коническим переходом

изменить значение s2 в раз, но s2 должно быть не менее чем 1,1 o1, если расчетные напряжения по сечению А-А отличаются от допускаемых более чем на 5%. Расчет фланцевого соединения при новом значении s2 следует повторить начиная с п. 8.7.4.1 до выполнения условия прочности;

изменить значение s2 в раз и повторить расчет начиная с п. 8.7.4.1, если расчетные напряжения по сечению С-С отличаются от допускаемых более чем на 5%;

изменить значение h2 в раз, и расчет при новом значении следует повторить начиная с п.8.8.2.1 до выполнения условия прочности, если расчетные напряжения по сечению В-В отличаются от допускаемых более чем на 5%.

По окончании проверки выполнения условия прочности необходимо проверить условия

Если h2 / (s2 - s1) > 5, то расчет фланца следует повторить начиная с п. 8.7.4.1 при значении s2 = s1 + h2 / 5. Если h2 / (s2 - s1) < 2, то расчет фланца следует повторить начиная с п.8.8.2.1 при значении h2 = 2(s2 - s1);

для плоского фланцевого соединения

увеличить значение h_f в раз, при этом 2h_f должно быть не более чем значение выражения Df - D - 2s1, если расчетные напряжения по сечению А-А превышают допускаемые более чем на 5%. Расчет плоского фланца при новом значении h_f следует повторить начиная с п. 8.8.2.2 до выполнения условия прочности.

Если обеспечить выполнение условия 2hf =< Df - D - 2s1 не удается, то рекомендуется перейти на фланец с коническим переходом.

8.8.3.1. Вычисление вспомогательных величин:

для фланцев с прокладочным уплотнением

,

где ;

для фланцев с коническим переходом

при ;

при ,

где ;

для плоских фланцев

;

для опорного бурта

в формулах вычисления вспомогательных величин заменить l1 на l6, l2 на l5:

для нажимного кольца

Если при затяге шпилек используется гидравлическое или другое устройство (без применения крутящего момента), обеспечивающее надежный контроль за усилием затяга, то вместо допускаемого напряжения [o_s] в формулу вычисления коэффициента A подставляется максимальное расчетное напряжение в шпильках, по которому выбран диаметр шпилек;

для фланцев с коническим переходом и мембранным уплотнением

Коэффициенты B, Y, C определяются по формулам для фланцев с коническим переходом и прокладочным уплотнением.

8.8.3.2. Толщина тарелки фланца, определяемая методом предельных нагрузок, равна

Если A =< B, то принимается h_f2 = h_f

Толщина нажимного кольца, определяемая методом предельных нагрузок, равна

8.8.3.3. Во всех случаях окончательная толщина тарелки фланца должна быть не менее толщины тарелки, определенной расчетом по предельному состоянию (см. п. 8.8.3.2).

Для оптимизации размеров фланца производится проверка ранее полученной толщины тарелки фланца сопоставлением значения h_f2 с окончательным значением h_f, рассчитанным в соответствии с п.8.8.2.6:

L = h_f2 / h_f.

При L =< 1,03 для дальнейшего расчета принимается ранее полученное значение толщины тарелки фланца, равное h_f. Если L > 1,03, то расчет следует повторить начиная с п. 8.7.4.1 при значении 1,05s2 для фланцев с коническим переходом и начиная с п. 8.8.2.2 при значении h_f, равном h_f2 для плоских фланцев до тех пор, пока не будет получено L =< 1,03.