РД 10-249-98. Госгортехнадзор россии

• Название: Госгортехнадзор россии
• Дата: 18.12.2022
• Размер: 1.39 Mb.
• Имя файла: РД 10-249-98.docx
• Тип: Документы; #850282
• страница: 19 из 28

8.7.4. Геометрия размещения шпилек и выбор наружного диаметра фланца

8.7.4.1. Диаметр окружности шпилек и наружный диаметр фланца определяются по формулам:

для фланцев с коническим переходом





для плоского фланца





для плоского приварного фланца





для нажимного кольца







для опорного бурта



где геометрические размеры а, а₁, e, d₀ (см. рисунок 8.1) принимаются в зависимости от выбранного наружного диаметра шпильки (см. таблицу 8.4). Геометрический размер а принимается не менее радиуса перехода r от шейки фланца или от цилиндрического участка фланца к тарелке фланца.

Радиус перехода r рекомендуется принимать в пределах (0,6 - 0,8)s₁, но не менее 6 мм при D600 мм; 10 мм при 600<D<1000 мм; 12 мм при D1000 MM.

Примечание. Допускается уменьшение диаметра окружности шпилек и наружного диаметра фланца при условии обеспечения возможности сборки и затяга шпилек.

8.7.4.2. Значение шага шпилек должно находиться в пределах, указанных в таблице 8.11, и выбирается исходя из опыта эксплуатации аналогичных фланцевых соединений.

Таблица 8.11

Условный диаметр	Условное давление	Обычные гайки	Колпачковые гайки
Dy>100 мм	py<2,5 МПа	2,1d0ls5d0	1,5d0ls5d0
	ру>2,5 МПа	2,1d0ls3d0	1,5d0ls3d0
Dy100мм	Независимо от ру	2,1d0ls5d0	1,5d0ls5d0

Рекомендуемое значение шага шпилек из условия местного раскрытия фланцевого соединения принимается:

при pD1200           

при pD>1200            - для обычных гаек,

                                   - для колпачковых гаек.

8.7.4.3. Число шпилек



Принимается значение числа шпилек z, округленное в большую сторону. Рекомендуется принимать число шпилек кратным четырем.

Допускается при z>8 принимать значения числа шпилек, округленные до ближайшего большего целого числа, при z<8 число шпилек должно быть кратно двум, но не менее четырех шпилек.

8.7.4.4. Уточненное значение шага шпилек



8.7.4.5. Расчетный диаметр прокладки определяется по формуле

D_m=D_d-b₀.

8.7.4.6. Наружный диаметр мембраны определяется по формуле

D_0ms-d_0s-10.

8.7.5. Определение усилий на шпильки

8.7.5.1. Минимальное усилие, необходимое для обжатия прокладки



где b, b₀, q₀ принимаются согласно п. 8.7.1.8.

При уплотнении мембранного типа F_d=0.

8.7.5.2. Минимальное усилие на прокладку, необходимое для сохранения плотности при рабочем давлении и давлении гидравлического испытания:

        

где q=mxp - удельное давление на прокладку в рабочих условиях, МПа;

q_h - удельное давление на прокладку при гидравлическом испытании, МПа:

q_h=0,8mxp_h, где произведение mx выбирается по таблице 8.12.

Таблица 8.12

Прокладка	mx
	Фланцы сосудов	Фланцы трубопроводов
Плоская, комбинированная	1,2	1,5
Профильная, зубчатая	1,5	2,0

Для металлических прокладок коэффициент x принимается равным единице. Для остальных прокладок коэффициента выбирается по таблице 8.13.

Таблица 8.13

Температура, °С	20	200	300	400
х	1,0	1,5	2,0	2,5

При уплотнении мембранного типа F₂=0, F_2h=0.

8.7.5.3. Растягивающие усилия в шпильках от рабочего давления и давления гидравлического испытания определяются по формулам:

при уплотнении прокладочного типа

           

при уплотнении мембранного типа

          

8.7.5.4.Расчетные усилия, воспринимаемые шпильками, следующие:

при уплотнении прокладочного типа

 - усилие затяга;

F_oh=F_2h+F_h - усилие при гидравлическом испытании;

F₁=F₂+F_p - усилие в рабочих условиях при расчетной температуре ниже 400°С;

 - усилия в рабочих условиях при расчетной температуре, равной или более 400°С;

при уплотнении мембранного типа

F₀=0,3F_p - усилие затяга во фланцевом соединении, работающем при расчетной температуре ниже 400°С,

F₀=(0,3+0,5n)F_p - усилие затяга во фланцевом соединении, работающем при расчетной температуре, равной или более 400°С,

F_oh=F_h - усилие при гидравлическом испытании,

F_t=1,3F_p - усилие в рабочих условиях.

Коэффициент n, учитывающий влияние ползучести, следует принимать по таблице 8.14.

Допускается принимать меньшее значение коэффициента n, если это обосновано расчетом релаксации напряжений в шпильках и резьбе.

Таблица 8.14

Сталь	n
	Температура среды, °С
	375	400	425	450	475	500	525	550	575	600	625
Углеродистая	0	0,5	1,0	1,5	2,5	4,0	-	-	-	-	-
Хромистая, хромомолибденовая	0	0	0,5	1,0	1,5	2,5	4,0	6,0		-	-
Хромомолибденованадиевая	0	0	0	0,5	1,0	1,5	2,5	4,0	6,0	-	-
Аустенитная	0	0	0	0	0	0	0,5	1,0	1,5	2,0	4,0

8.7.6. Проверка условий прочности в шпильках

8.7.6.1. Напряжение растяжения в шпильках при затяге определяется по формуле



8.7.6.2. Напряжение растяжения в шпильках при гидравлическом испытании определяется по формуле



8.7.6.3. Напряжение в шпильках в рабочих условиях определяется по формуле



8.7.6.4. При невыполнении одного из условий прочности расчет следует повторить с п. 8.7.4.3, последовательно увеличивая число шпилек z на величину z+4 и проверяя условия по пп. 8.7.6.1 - 8.7.6.3. Окончательное число шпилек z не должно превышать значения

z=zK_э,

где Кэ - коэффициент, определенный экономическим расчетом для конкретных условий производства. При отсутствии такого расчета К_э=1,071,12. Если при числе шпилек z=zK_э условия прочности не выполняются, то расчет повторить с подраздела 8.7.1.6, приняв большее значение диаметра шпилек.

8.7.6.5. Изгибающий момент от внешних нагрузок допускается без дополнительных расчетов, если его значение удовлетворяет условию



8.7.7. Предварительный выбор толщины тарелки фланца

8.7.7.1. Предварительно толщина тарелки фланца выбирается исходя из опыта эксплуатации аналогичных фланцевых соединений.

8.7.7.2. Для оценки толщины тарелки фланца могут быть использованы следующие формулы. Для фланцев с коническим переходом:

если произведение pD1100, то

h_f=s₂;

если произведение pD>1100, то при применении прокладочного уплотнения



если произведение pD>1100, то при применении мембранного уплотнения



Примечание. Конструкции фланцевых соединений с h_f2 не рекомендуются к применению и не рассматриваются.

Для плоских фланцев, опорного бурта и нажимного кольца следует принять

 

где =0,25(р/101).

8.8. Обоснование выбранных размеров фланца

8.8.1. Изгибающие моменты во фланцах

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



Рисунок 8.3. Фланец с коническим переходом



Рисунок 8.4. Фланец с нажимным кольцом



Рисунок 8.5. Фланец с мембранным уплотнением



Рисунок 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

M_d=F_dl₂,

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

l₂=0,5(D_s-D_m) - плечо действия усилия при затяге, мм;

в нажимном кольце

M_d=F_dl₄,

где 

в опорном бурте

M_d=F_dl₅,

где l₅=0,5(D_f-D_m).

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

M_p=F₁l₁+F₂l₂+F₃l₃.

где   - усилие от действия давления внутри корпуса, Н;

l₁=0,5[(D_s-(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;

 - плечо действия усилия F₃, мм;

во фланцах с мембранным уплотнением

M_p=F₁l₁+F₄l₈,

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

 - плечо действия усилия F₄, мм;

в нажимном кольце

M_p=(F₁+F₂+F₃)l₄;

в опорном кольце

M_p=F₁l₆+F₂l₅+F₃l₇,

где l₆=0,5(D_f-D-s₁);  .

8.8.1.4. Изгибающие моменты Мh во фланцах, в нажимном кольце и в 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 р подставляется давление гидравлического испытания p_h, усилие F₂ от расчетного давления заменяется на усилие F_2h от давления гидравлического испытания, определяемое согласно п. 8.7.5.2.