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不带颈松式管法兰强度和刚度的计算方法
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刚度
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管法兰
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强度
- 刚度
- 管法兰
- 强度
| 名称 | 单位 | 公式/来源 | 值 | |
| 1 | 示意图 | |||
| 2 |  |
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| 3 | ||||
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| 11 | 输入 | |||
| 设计
条件 |
计算压力，P | MPa | 0.8 | |
| 设计温度 | ℃ | 150 | ||
| 垫片 | 型式及材料 | / | 纤维橡胶板 | |
| m值 | / | 1.25 | ||
| y值 | MPa | 2.8 | ||
| 垫片与密封面接触内径,Di | mm | 1639 | ||
| 垫片与密封面接触外径，Do | mm | 1687 | ||
| 接触面简图 | / | 1a | ||
| 基本密封宽度，b0 | mm | 12 | ||
| 螺栓 | 材料标准 | / | GB/T 3077 | |
| 材料牌号 | / | 35CrMo | ||
| 设计许用应力，[σ]bt | MPa | 161 | ||
| 常温许用应力，[σ]b | MPa | 161 | ||
| 公称直径，db | mm | 30 | ||
| 根径/最小径，dbmin | mm | 26.21 | ||
| 数量，n | / | 68 | ||
| 中心圆直径，C | mm | 1755 | ||
| 法兰 | 材料标准 | / | NB/T 47008 | |
| 材料牌号 | / | 16Mn | ||
| 材料是否为铸铁？ | / | 否 | ||
| 设计许用应力，[σ]ft | MPa | 146 | ||
| 设计温度弹性模量，Et | MPa | 190000 | ||
| 常温许用应力，[σ]f | MPa | 157 | ||
| 常温弹性模量，E | MPa | 206000 | ||
| 内径，B | mm | 1600 | ||
| 外径，A | mm | 1815 | ||
| 法兰厚度，t | mm | 160 | ||
| 与接管连接角焊缝高度，t1 | mm | 12 | ||
| 接管 | 材料标准 | / | GB/T 9948 | |
| 材料牌号 | / | Q345 | ||
| 设计许用应力，[σ]nt | MPa | 137 | ||
| 常温许用应力，[σ]n | MPa | 137 | ||
| 44 | 过程 | |||
| 45 | 角焊缝剪切面积，Aτ | mm2 | Aτ=πBt1 | 60318.57895 |
| 46 | 法兰外径与内径比值，K | / | K=A/B | 1.134375 |
| 47 | 垫片接触宽度，N | mm | N=(Do-Di)/2 | 24 |
| 48 | 垫片有效密封宽度，b | mm | b={b0,b0≤6.0；2.5√b0} | 8.660254038 |
| 49 | 垫片压紧力作用中心圆直径，G | mm | 按 7.1.2.3 条 | 1669.679492 |
| 50 | 操作状态下需要的最小垫片压紧力，HG | N | HG=2bπGmP | 90853.90803 |
| 51 | 预紧状态下需要的最小垫片压紧力，HP | N | HP=Wm2=πbGy | 127195.4712 |
| 52 | 总的端部静压力，H | N | H=0.785G2P | 1750756.992 |
| 53 | 操作状态下所需的螺栓载荷，Wm1 | N | Wm1=H+HG | 1841610.9 |
| 54 | 预紧状态下所需的螺栓载荷，Wm2 | N | Wm2=HP | 127195.4712 |
| 55 | 操作状态所需螺栓截面积，Am1 | mm² | Am1=Wm1/[σ]bt | 11438.57702 |
| 56 | 预紧状态所需螺栓截面积，Am2 | mm² | Am2=Wm2/[σ]b | 790.0339829 |
| 57 | 所需螺栓总横截面积，Am | mm² | Am=max{Am1，Am2} | 11438.57702 |
| 58 | 螺栓实际横截面积，Ab | mm² | Ab=nπdbmin2/4 | 36688.74329 |
| 59 | 操作状态所需螺栓直径，dbm1 | mm | dbm1=√4Am1/nπ | 14.63479365 |
| 60 | 预紧状态所需螺栓直径，dbm2 | mm | dbm2=√4Am2/nπ | 3.846125837 |
| 61 | 径向距离，R | mm | R=(C-B)/2-g1 | #REF! |
| 操作 | 操作状态设计螺栓载荷，W | N | W=Wm1 | 1841610.9 |
| 操作状态，HD | N | HD=0.785B2P | 1607680 | |
| 操作状态，hD | mm | hD=(C-B)/2 | 77.5 | |
| 操作状态，MD | N·mm | MD=HDhD | 124595200 | |
| 操作状态，HT | N | HT=H-HD | 143076.9924 | |
| 操作状态，hT | mm | hT=(hD+hG)/2 | 60.08012702 | |
| 操作状态，MT | N·mm | MT=HThT | 8596083.878 | |
| 操作状态，HG | N | HG=W-H | 90853.90803 | |
| 操作状态，hG | mm | hG=(C-G)/2 | 42.66025404 | |
| 操作状态，MG | N·mm | MG=HGhG | 3875850.797 | |
| 操作状态法兰总力矩，M0 | N·mm | M0=(MD+MT+MG)Bsc | 137067134.7 | |
| 预紧 | 预紧状态设计螺栓载荷，W | N | W=(Am+Ab)/2×[σ]b | 3874249.285 |
| 预紧状态法兰总力矩，M0 | N·mm | M0=(C-G)W/2×Bsc | 165276458.7 | |
| 75 | 螺栓实际间距，Bs | mm | Bs=πC/n | 81.0808104 |
| 76 | 2db+t | mm | 2db+t | 220 |
| 77 | 螺栓间距修正系数，Bsc | / | 第8.6节 | 1 |
| 切向 | 系数，Y | / | 图2 | 15.42659953 |
| 操作切向应力，σT | MPa | σT=YM0/t2B | 51.62304187 | |
| 预紧切向应力，σT | MPa | σT=YM0/t2B | 62.24740575 | |
| 81 | 操作工况焊缝剪应力，τ | MPa | τ=Wm1/Aτ | 30.53140396 |
| 82 | 预紧工况焊缝剪应力，τ | MPa | τ=W/Aτ | 64.2297838 |
| 83 | 结果 | |||
| 84 | 螺栓推荐最大间距，Bsmax | mm | Bsmax=2db+6t/(m+0.5) | 608.5714286 |
| 85 | 螺栓所需直径，[dbmin] | mm | [dbmin]=max{dbm1，dbm2} | 14.63479365 |
| 86 | 螺栓直径校核 | / | dbmin≥[dbmin] | 合格 |
| 操作工况 | 操作工况切向应力，σT | MPa | σT=YM0/t2B | 51.62304187 |
| 操作工况切向许用应力，[σT] | MPa | [σT]=[σ]ft | 146 | |
| 操作工况切向应力校核 | / | σT≤[σT] | 合格 | |
| 焊缝剪应力校核 | / | τ≤0.8[σ]nt | 合格 | |
| 预紧工况 | 预紧工况切向应力，σT | MPa | σT=YM0/t2B | 62.24740575 |
| 预紧工况切向许用应力，[σT] | MPa | [σT]=[σ]f | 157 | |
| 预紧工况切向应力校核 | / | σT≤[σT] | 合格 | |
| 焊缝剪应力校核 | / | τ≤0.8[σ]n | 合格 | |
| 95 | 预紧工况法兰刚度指数，J | / | J=109.4M0/(0.2Et3ln(K)) | 0.849803712 |
| 96 | 预紧工况法兰刚度校核 | / | J≤1.0 | 合格 |
| 97 | 操作工况法兰刚度指数，J | / | J=109.4M0/(0.2Et3ln(K)) | 0.764107704 |
| 98 | 操作工况法兰刚度校核 | / | J≤1.0 | 合格 |
