ICS23.040.60 J15 中华人民共和国国家标准 GB/T17186.1—2015 部分代替GB/T17186—1997 管法兰连接计算方法 第1部分:基于强度和刚度的计算方法 Calculationmethodsforthepipeflangejoints— Part1:Calculationmethodsatisfiesbothstrengthandrigidityrequirements 2015-12-10发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 符号 1 ……………………………………………………………………………………………………… 4 总则 3 ……………………………………………………………………………………………………… 5 材料 4 ……………………………………………………………………………………………………… 6 法兰类型 4 ………………………………………………………………………………………………… 7 螺栓载荷 7 ………………………………………………………………………………………………… 8 法兰力矩M0 12 …………………………………………………………………………………………… 9 法兰应力计算 13 …………………………………………………………………………………………… 10 法兰设计应力校核 18 …………………………………………………………………………………… 11 外压法兰 19 ……………………………………………………………………………………………… 12 法兰刚度 19 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 标准中主要条文说明 21 …………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 法兰连接件设计的考虑事项 26 …………………………………………………… 附录C(资料性附录) 本部分与GB/T9112钢制管法兰的类型分类对照 28 ………………………… ⅠGB/T17186.1—2015 前 言 GB/T17186《管法兰连接计算方法》分为以下2部分: ———第1部分:基于强度和刚度的计算方法; ———第2部分:基于泄漏率的计算方法。 本部分为GB/T17186的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T17186—1997《钢制管法兰连接强度计算方法》中的部分内容(第1章~第4章), 与GB/T17186—1997相比,主要技术变化如下: ———修改了标准的中、英文名称; ———修改了标准的结构,原标准中包括了两种不同的法兰计算方法(方法A和方法B),本部分对 方法A进行了修改和完善; ———增加了松式法兰、任意式法兰部分结构型式图; ———增加了管法兰、管法兰用紧固件的材料要求; ———增加了承受外压法兰计算; ———增加了法兰刚度计算; ———增加了标准中主要条文的说明(附录A)、法兰连接件设计的考虑事项(附录B)、本部分与 GB/T9112钢制管法兰的类型分类对照(附录C)。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国管路附件标准化技术委员会(SAC/TC237)归口。 本部分起草单位:中国石油工程建设公司华东设计分公司、中机生产力促进中心、华东理工大学、中 国天辰工程有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、超达阀门集团股份有限公 司、浙江国泰密封材料股份有限公司。 本部分主要起草人:刘洪福、李俊英、冯峰、刘建、章兰珠、刘建欣、邓宏伟、邱晓来、吴益民。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T17186—1997。 ⅢGB/T17186.1—2015 管法兰连接计算方法 第1部分:基于强度和刚度的计算方法 1 范围 GB/T17186的本部分规定了螺栓连接的带垫片的圆形管法兰连接的计算方法。 本部分适用于垫片全部位于螺栓孔组成的封闭圆周之内,且在此圆周外面的法兰密封面无接触的 窄面管法兰的计算。 本部分主要适用于Class系列管法兰的连接计算。 本部分给出了管法兰连接强度计算和刚度校核的基本要求。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB150.2 压力容器 第2部分:材料 GB/T9112 钢制管法兰 类型与参数 GB/T9113 整体钢制管法兰 GB/T9114 带颈螺纹钢制管法兰 GB/T9115 对焊钢制管法兰 GB/T9116 带颈平焊钢制管法兰 GB/T9117 带颈承插焊钢制管法兰 GB/T9118 对焊环带颈松套钢制管法兰 GB/T9119 板式平焊钢制管法兰 GB/T9120 对焊环板式松套钢制管法兰 GB/T9121 平焊环板式松套钢制管法兰 GB/T9122 翻边环板式松套钢制管法兰 GB/T9123 钢制管法兰盖 GB/T9124 钢制管法兰 技术条件 GB/T9125 管法兰连接用紧固件 GB/T13402 大直径钢制管法兰 GB/T15530(所有部分) 铜合金及复合法兰 GB/T17241(所有部分) 铸铁管法兰 3 符号 下列符号适用于本文件。 A ———法兰外径;mm Ab———螺纹根部直径处或无螺纹部分最小直径处的螺栓实际总横截面积,取较小者;mm2 Am———所需螺栓总横截面积,取Am1和Am2中的较大者;mm2 Am1———操作状态下所需螺栓螺纹根部处的总横截面积或应力作用下最小直径处的总横截面 1GB/T17186.1—2015 积;mm2 Am2———垫片预紧状态下所需的螺栓螺纹根部处的总横截面积或在应力作用下最小直径处的总 横截面积;mm2 B———法兰内径;mm B1———B+g1,适用于f小于1.0的松式法兰和整体式法兰;mm B1———B+g0,适用于f不小于1.0时的整体式法兰;mm Bs———螺栓间距。螺栓间距可以取为螺栓中心圆周长被螺栓数相除,或取为相邻螺栓间的弦 长;mm Bsc———螺栓间距系数; Bsmax———最大螺栓间距;mm b———垫片有效密封宽度或连接接触面密封宽度;mm b0———垫片基本密封宽度(见表3);mm C———螺栓中心圆直径;mm Cb———转换系数,Cb=2.5; c———表征焊缝最小尺寸的基本尺寸,等于tn与tx中的较小者;mm d———系数(见第9章) db———螺栓公称直径 e———系数(见第9章) F———整体式法兰系数(见图3) FL———松式法兰系数(见图5) f———整体式法兰颈部应力修正系数(见图7) G———垫片压紧力作用位置处的直径;mm g0———法兰锥颈小端厚度;mm g1———法兰背部锥颈厚度;mm H———总的端部静压力,H=0.785G2P;N HD———内压引起的作用于法兰内径截面的轴向力,HD=0.785B2P;N HG———垫片压紧力(法兰设计螺栓载荷与总的端部静压力之差),HG=W-H;N Hp———连接接触表面的总压缩力,Hp=2b×3.14GmP;N HT———总端部静压力与内压引起的作用于法兰内径截面的轴向力之差,HT=H-HD;N h———法兰锥颈高度;mm hD———螺栓中心圆至HD作用圆的径向距离(见表4);mm hG———垫片压紧力作用位置至螺栓中心圆的径向距离,hG=(C-G)/2;mm h0———系数(见第9章) hT———螺栓中心圆至HT作用圆的径向距离(见表4);mm K———法兰外径与法兰内径之比值,K=A/B; L———系数(见第9章) M0———操作状态下或预紧垫片时,作用在法兰上的总力矩;N·mm MD———由HD产生的力矩分量,MD=HDhD;N·mm MG———由HG产生的力矩分量,MG=HGhG;N·mm MT———由HT产生的力矩分量,MT=HThT;N·mm m———垫片系数(见表2) N———宽度,根据垫片可能的接触宽度确定,用以确定垫片基本密封宽度b0;mm p———设计内压力;MPa pe———设计外压力(见第11章);MPa 2GB/T17186.1—2015 R———从螺栓中心圆到法兰颈部与背部的交点间的径向距离;mm 对于整体式和带颈法兰: R=C-B 2-g1 T———与K值有关的系数(见图2) t———法兰厚度;mm tl———带翻边松式法兰的翻边厚度;mm tn———与法兰或翻边相连接的接管或壳体的公称厚度;mm tx———按整体式法兰计算时,为厚度g0的2倍,按松式法兰计算时,为内压所需的接管壁厚的 2倍,但不小于6mm;mm U———与K有关的系数(见图2) V———整体式法兰系数(见图4) VL———松式法兰系数(见图6) W———操作状态或预紧垫片状态下法兰设计的螺栓载荷(见7.5);N Wm1———操作状态下所需的最小螺栓载荷(见7.3);N Wm2———预紧垫片所需的最小初始螺栓载荷(见7.3);N w———宽度,根据法兰面和垫片之间的接触宽度确定,用以确定垫片基本密封宽度b0(见 表3);mm Y———与K有关的系数(见图2) y———预紧密封比压;为