Методы расчета фланцевых соединений с плоскими прокладками

Расчеты фланцев производятся путем проверки приемлемости конкретного уплотнения или путем выбора конструктивных особенностей фланцевого соединения таким образом, чтобы они были подчинены конкретному уплотнению.

Это ни в коем случае не алгоритм, способный оптимизировать конструктивные особенности самой прокладки, выбор которых основывается на знаниях и опыте дизайнера или пользователя. Соблюдение описанных ниже условий проектирования обеспечит надежность прочности прокладки и водонепроницаемость при испытании водой.

Следует добавить, что фланцевое и болтовое соединение представляет собой систему взаимно взаимодействующих компонентов: болтов, фланцев, прокладки, а также оболочки или трубопровода. Если вносятся изменения в прокладку, необходимо учитывать изменения, которые это может повлечь за собой для других компонентов. Мы можем считать, что на прочность и состояние нагрузки крепежа и фланцев не повлияет изменение прокладки, при условии, что мы не превысим предыдущее монтажное или рабочее натяжение, и не изменим средний диаметр прокладки. При рассмотрении конструкции фланцевого соединения, прежде всего, необходимо принять во внимание данные, не зависящие от самого соединения, такие как рабочее давление и номинальный диаметр трубопровода, и, после проведения расчетов, выбрать соответствующую ширину фланцев, материал прокладки, количество и качество болтов. А если вы хотите стальные фланцы, переходите на сайт https://perm.armaseti-russia.ru/catalog/flantsy_stalnye/

Для расчетов фланцевых соединений используются следующие методы:

согласно брошюре DT-UC-90/WO-O, подготовленной Управлением технической инспекции, с заданными коэффициентами:

  • đm — минимальные формирующие напряжения,
  • đr — минимальные подвижные напряжения, и
  • b — коэффициент релаксации,

в соответствии с немецкими нормами AD-merkblatt, с заданными расчетными коэффициентами, определенными стандартом DIN 28090-95,

в соответствии с американским стандартом ASME Code; Section VIII, Division 1; Appendix 2, с заданными расчетными коэффициентами m и y, определенными стандартом ASTM.

Вышеупомянутые методы приняты Управлением технического контроля в качестве расчетных формул для болтовых фланцевых соединений в оборудовании, подлежащем техническому контролю. Хотя все методы основаны на одних и тех же принципах, они отличаются способом расчетов. Таким образом, расчетные коэффициенты, предоставляемые производителями конкретных уплотнительных материалов, относятся к конкретному методу расчета и не являются непосредственно взаимозаменяемыми.

Для обеспечения целостности фланцевого соединения необходимо правильно определить величину монтажного натяжения. Поскольку для прокладочных пластин Sinograf расчетные коэффициенты y и m были определены в соответствии с американским стандартом ASTM, расчет величины монтажного напряжения следует проводить в соответствии с кодексом ASME.

Значение натяжения сборки «W» определяется двумя величинами. Первое — это напряжение образования прокладки Wm2; второе — напряжение перемещения Wm1. Большее из этих двух значений принимается за величину натяжения при установке болта.

Формирующее напряжение Wm2 — это сила, с которой прокладка должна быть прижата, чтобы закрыть микропоры в самой прокладке и заполнить все неровности в контакте между поверхностью фланца и прокладкой. Формование прокладок осуществляется при атмосферной температуре и давлении, без внутреннего рабочего давления. Формовочное натяжение является постоянной величиной, зависящей только от материала прокладки и ее размеров. Для графитовых прокладок он составляет в среднем от 900 до 5000 фунтов на кв. дюйм, при этом 1000 фунтов на кв. дюйм эквивалентны 68,94 бар.

Минимальное натяжение болтов, необходимое для образования прокладки, определяется по формуле Wm2 = 3,14 bGy, где:

b — активная ширина прокладки, определяемая по поверхности, закрытой между контрфорсами и подверженной натяжению фактической ширины прокладки,

G — так называемый активный диаметр прокладки,

y — минимальное формирующее напряжение. Этот параметр характеризует материал прокладки, определяемый производителем.

Напряжение перемещения болта Wm1 должно передавать нагрузку от внутреннего давления H и обеспечивать сохранение давления сжатия Hp на прокладку даже после расслабления соединения. Внутреннее давление H — это сила, полученная из расчетного рабочего давления P среды по отношению к активному диаметру прокладки. Давление сжатия Hp выражается в соответствии с кодексом ASME как кратное «m» от рабочего давления.

Движущая сила натяжения выражается формулой: (2) Wm1 = H + Hp = 0,785G2P + (2bx3,14GmP), где:

P — рабочее давление среды

b — активная ширина прокладки, определяемая по поверхности, закрытой между абатментами и подверженной нагрузкам, реальная ширина прокладки

G — так называемый активный диаметр уплотнения

m — безразмерный расчетный коэффициент, предоставляемый производителями уплотнений.

 

 

Добавить комментарий