Расчет фланцевого соединения

Выбор, проверка прочности и жесткости фланцевых соединений

Выбор фланцевых соединений для трубной арматуры

Для труб и трубной арматуры выбираем фланцы стальные плоские приварные встык с соединительным выступом.

Рис. 3.1 – Фланцевое соединение

 

 

Таблица 3.1 Основные размеры фланцевых соединений

 

МПа

мм

1,6

М16

М16

М16

 

Фланец 50-16 ГОСТ 12821-80

50 – условный диаметр,

1,6 – условное давление,

Фланец 80-16 ГОСТ 12821-80

Фланец 100-16 ГОСТ 12821-80

3.1.1. Рекомендуемые материалы для деталей стальных стандартных фланцевых соединений труб и трубной арматуры:

Фланец плоский приварной: Сталь 15ХМ ГОСТ 28759.3-90

Болты: Сталь 35 ГОСТ 1759-70

Гайки: Сталь 25 ГОСТ 1759-70

 

Выбор фланцевых соединений для люка

Для люка выбираем фланцы плоские приваренные встык с соединительным выступом.

 

 

Таблица 3.2 Размеры фланцевого соединения для люка

 

МПа	мм
1,6

 

	Н
мм
		13,5			М20

 

Фланец 400-1,6-15ХМ ГОСТ 28759.3-90

400 – условный диаметр,

1,6 – условное давление,

3.2.1. Рекомендуемые материалы:

Материал: Сталь 15ХМ

Болты: Сталь 35 ГОСТ 1759-70

Гайки: Сталь 25 ГОСТ 1759-70

 

 

Выбор фланцевых соединений для корпуса аппарата

Для корпуса выбираем фланцы плоские приваренные встык с соединительным выступом.

Рис. 3.2 – Фланцевое соединение для аппаратов

 

 

Таблица 3.3 Размеры фланцевого соединения для корпуса

 

МПа	мм
1,6

 

	Н
мм
		17,5			М24

Фланец 2-1600-1,6-15ХМ ГОСТ 28759.3-90

1600 – условный диаметр,

1,6 – условное давление,

3.3.

Рекомендуемые материалы:

Материал: Сталь 15ХМ

Болты: Сталь 35 ГОСТ 1759-70

Гайки: Сталь 25 ГОСТ 1759-70

 

 

Расчет фланцевого соединения

3.

3.3.

3.3.1. Расчетная температура:

Фланца:

Болтов:

t = 113 ⁰ С; – температура среды в аппарате;

Фланца:

Болтов:

3.3.2. Допускаемое напряжение для болтов:

Марка: сталь сталь 35;

3.3.3. Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от внутреннего избыточного давления:

D_п,ср – средний диаметр прокладки;

D_П – наружный диаметр прокладки;

D_Б –диаметр болтовой окружности;

b_П – ширина прокладки, прокладка плоская неметаллическая, из асбестового картона;

 

3.3.4. Реакция прокладки в рабочих условиях:

b_Е – эффективная ширина прокладки;

т – коэффициент, материал прокладки асбестовый картон

ОСТ 26-373-78;

3.3.5. Усилие, возникающее от температурных деформаций (для приварных фланцев одного материала):

ξ – безразмерный коэффициент;

у_Б – линейная податливость болтов;

l_Б – расчетная длина болта;

– длина болта между опорными поверхностями;

Е_Б – модуль упругости материалов болтов;

f_Б – площадь поперечного сечения болтов М20;

z_Б – количество болтов;

у_П – линейная податливость прокладки;

S_П – толщина прокладки;

Е_П – модуль упругости материала прокладки;

– угловая податливость фланца штуцера аппарата (при стыковке фланца с плоской крышкой);

β – отношение большей толщины втулки фланца к меньшей;

S ₁– большая толщина втулки фланца;

Принимаем:

l –длина втулки приварного встык фланца;

Принимаем:

S_Е – эквивалентная толщина втулки;

Е_Ф – модуль упругости материала фланца;

– угловая податливость плоского фланца крышки;

S_КР – толщина плоской крышки;

h_КР – толщина фланцевой части крышки;

Е_КР – модуль упругости материала крышки;

α_Ф – коэффициент температурного линейного расширения фланцев;

α_Б – коэффициент температурного линейного расширения болтов;

3.3.6. Болтовая нагрузка в условиях монтажа (до подачи давления вовнутрь):

α – коэффициент жесткости фланцевого соединения;

3.3.7. Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

Величина учитывается, если .

 

 

3.3.8. Приведенные изгибающие моменты в диаметральном сечении фланца:

За расчетное значение М ₀ принимается большее из значений и , т.е.

3.3.9. Условие прочности болтов:

3.3.10. Условие прочности прокладки: