设备法兰当量设计压力计算

塔式容器

塔式容器目录一塔式容器的现行标准、规范二JB4710《塔式容器》修订内容简介三JB4710《塔式容器》适用范围四设计基础五材料六塔计算七结构设计八、塔的制造、检验与验收要求九、横风向的风力和风弯矩计算124一、塔式容器的现行标准、规范：．JB4710《钢制塔式容器》．SH3098-2000《石油化工塔器设计规范》．HG20592-1998《塔器设计技术规定》．SH3088-1998《石油化工塔盘设计规范》．SH3048-1999《石油化工钢制设备抗震设计规范》．JB/T12050-2001《塔盘技术条件》二、 JB4710修订内容简介．根据GB150修改了的相关内容．根据GB50009-2001《建筑结构载荷规范》修改相关内容．根据GB50011-2001《建筑抗震设计规范》修改相关内容．增设了裙座隔气圈结构．补充了有关分段交货的内容．增加了横向风的风振计算．取消高振型近似地震弯矩的计算三、钢制塔式容器(JB4710)范围3.1适用范围1、规定了钢制塔式容器的设计、制造、检验与验收的要求2、设计压力不大于35MPa,高度H>10m,且H/D>5的裙座自支承钢制塔式容器。

D ：平均直径＝D 1Hh D H h D Hh ii+++ (2)213.2不适用范围1 带有拉牵装置的塔式容器2由操作平台联成一体的排塔或塔群从静力计算角度，塔是一细高的构筑物，除承受内（外）压外，还承受风载荷、地震载荷以及质量载荷，因此高度愈高，H/D愈大，其弯曲应力亦愈大；反之，对于低矮塔或H/D较小的塔，尽管风载荷、地震载荷不见得小，但由于低塔力臂较小，计算截面的弯矩相对较小，所以塔的弯曲应力不会太大，所以设计时塔的厚度通常不取决于侧向（风、地震）载荷，而可能取决压力载荷或最小厚度。

因此标准规定H>10m的使用范围。

至于在工程设计中遇到10m以下塔如何处理，我们推荐方法如下：1，按GB150，按内（外）压确定塔壳有效厚度、名义厚度2，水平地震力计算，（近似按单质点考虑）P e=0.5αe m o g设防烈度7度8度9度αe地震影响系数0.23 0.45 0.9 3，水平风载荷P w=0.95f i D H.H×10-64，应力校核5风载荷和地震载荷是一种动载荷，即载荷大小、方向及作用点是随时间变化的，由于动载荷使塔器产生加速度并引起较大的惯性力，而使塔产生振动，在振动过程中，塔的位移和内力不仅与自身的几何尺寸有关，而且与塔的自身动力特性（即自振周期、振型，载荷的变化规律）相关。

设备法兰计算

简图
0.650 65.0 500.0 13 537.0 0.0 0Cr18Ni9 124.1 622.0 24.0 6 35CrMoA 547.0 1.00 6
G pC DC
3
MPa mm mm 个 mm 内径 D内
中心圆直径 Db 公称直径 dB 数量 n 材料名称外径 D外
527.0 1.4 软垫片
Ab =2029.4
mm MPa
m
压紧面形状
y
材料类型度设计
W = 0.5( Am + Ab )[]b = 310484.2
K
0.23
系数 K (取大值)
操作时 W =149682.1
K 0 .3 1 . 78 WL G pC DC
3

0.41
开孔削弱系数计算厚度
= 1.00
δ p = Dc K p c = 24.96
t
计
mm 果
算 mm
结
名义厚度
25.0
校核合格
全国化工设备设计技术中心站
1
过程设备强度计算书
螺栓连接圆形平盖
设计条件计算压力 pc 设计温度 t 设备壳体内径 Di 螺栓连接平盖型式 No 计算直径 Dc 径向截面上各开孔直径之和 D 材料名称许用应力 [σ ] 螺栓垫片
t
SW6-98
计算单位 MPa C mm mm mm
压力容器专用计算软件 ?

EN1591法兰计算标准简介_一_

差别。 …在任何情况下 , 显然在拧紧螺栓时产生的
螺栓预紧应力 ,可能且在某些情况下必须大于设计
值。”[3] ,由此可见 , 排除其他降低螺栓载荷的因素 ,
·8 ·
EN1591 是在压力设备指令 ( PED) 的框架内 , 由 CEN/ TC74 准备了一份新的法兰计算标准 , 因此该标准的条款符合 PED 的主要要求 ( 见标准的附录 ZA) 。标准规定了圆型螺栓 —垫片 —法兰接头的计算方法 ,其目的是保证结构完整性和控制接头泄漏 , 即验证强度和密封两个准则。计算中考虑整个法兰 - 螺栓 —垫片系统的特性 , 计算参数不仅包括基本的 ,如流体压力 (内压或外压) 、法兰、螺栓和垫片材料的机械强度、垫片的压缩系数和名义的螺栓载荷 ; 也包括考虑拧紧螺栓时载荷的分散性 ; 由于连接件变形引起垫片力的改变 ; 相连管道和壳体、外载荷 (轴向力和弯矩) 以及螺栓和法兰之间温度差 (法兰、螺栓和垫片的轴向热膨胀) 等的影响。密封性能的计算基于接头的所有部件之间载荷/ 变形关系的弹性分析。强度计算则基于法兰 —壳体结合处的极限 (塑性) 分析。
·பைடு நூலகம் ·
CPVT EN1591 法兰计算标准简介 (一) Vol20. No10 2003
计规则 ———第一部分 : 计算方法 ”[7] ( 以下简称 EN1591) , 作为对在压力、温度、外力和外弯矩等载荷作用下的螺栓法兰连接进行完整性和密封性计算的规则。按 EN1591 - 1 方法进行计算时 , 需要输入一组垫片 ( 特性) 系数 , 所以又制订了 ENV1591 - 2 “法兰及其接头 - 垫片圆形法兰连接的设计规则 ———第二部分 :垫片系数”作为对其的补充[8] 。

法兰承压计算公式

法兰承压计算公式法兰承压计算公式在工程领域中可是相当重要的哦！这就好比是我们盖房子时的基石，只有基石稳固，房子才能坚如磐石。

咱先来说说法兰这玩意儿。

法兰其实就是连接管道或者设备的一个重要部件，它就像一个忠诚的卫士，守护着管道和设备之间的连接，确保介质不会泄漏。

而要知道这个卫士能承受多大的压力，就得依靠咱们的法兰承压计算公式啦。

比如说，在一个大型化工厂里，各种管道纵横交错，里面流动着高温、高压的化学物质。

这时候，如果法兰的承压能力计算不准确，那后果可不堪设想。

想象一下，突然之间，法兰承受不住压力，化学物质喷溅而出，那场面，简直就是一场灾难！法兰承压的计算可不是一件简单的事儿，它涉及到好多因素呢。

像材料的强度、法兰的几何形状、螺栓的预紧力等等，都得考虑进去。

这就好像做一道复杂的数学题，每个变量都要算得精准无误。

咱拿一个常见的平焊法兰来说吧。

计算它的承压能力，首先得搞清楚它的材质。

比如说，如果是碳钢材质，那它的屈服强度是多少就得心里有数。

然后，再看看法兰的尺寸，直径、厚度这些都不能马虎。

还有螺栓的数量和分布，也会对承压能力产生影响。

在实际的计算过程中，有个公式是这样的：P = (2 * S * t) / (D - 2 * t * Y) 。

这里的 P 就是法兰能承受的压力，S 是材料的屈服强度，t 是法兰的厚度，D 是法兰的外径，Y 是一个系数。

可别小看这个公式，每个参数的取值都得严格按照标准来。

我曾经遇到过一个项目，在计算法兰承压的时候，因为一个参数的取值稍微偏差了一点，结果导致整个设计都得重新来过。

那时候，大家都着急得不行，加班加点地重新计算、重新设计。

从那以后，我就更加深刻地认识到，法兰承压计算，容不得半点马虎。

总之啊，法兰承压计算公式虽然看起来复杂，但只要咱们认真对待，把每个参数都搞清楚，算准确，就能让法兰在工作中稳稳地发挥作用，保障工程的安全和顺利进行。

所以，朋友们，可别小看这个公式，它可是咱们工程领域中的重要法宝呢！。

法兰受力限制计算公式

法兰受力限制计算公式
①为了防止法兰泄露有两种方法，一降低法兰处管道的作用力和力矩，二是提高法兰的
压力等级，从而提高允许受力。

②适用范围：本节讨论的法兰允许的受力限制，不仅适用于管道与设备的连接法兰，而
且还适用与管道自身的法兰连接，多数情况下容器与设备的法兰连接只要满足防止泄露的要求，容器开孔处的局部应力便能满足要求。

③对于防止法兰泄露的经验做法，例如一般法兰连接处的应力不大于70Mpa便可以接受。

实际表明，该方法在管径不大时基本适用，当管径较大时可能不偏于保守。

④计算公式：
P≧P1+16000M/(πD3c)+4F/(ΠD2c)
P-法兰设计压力，Mpa；
P1-管道设计压力，Mpa；
M-法兰承受的合成弯矩，N·m
F-法兰承受的拉力（不包括内压产生的拉力），N
Dc-垫片压紧力作用中心圆直径，近似等于垫片接触面的平均直径，mm。

法兰泄漏分析

AECsoft
2020/8/16
法兰泄漏校核分析方法
选择对应工况及校核方法，之后点击View Report 查看校核结果。
AECsoft
2020/8/16
AECsoft
2020/8/16
法兰泄漏校核分析方法
Kellogg当量压力法：
Peq 16M / G 3 4F / G 2 PD
其中：
Peq= 当量压力 (用于校核法兰泄漏) M =作用在法兰上的弯矩 G =法兰垫片上的有效直径 F = 作用在法兰上的轴向力 (取绝对值) PD=设计压力
AECsoft
M fs =由于持续机械荷载而产生的弯矩或扭矩 (法兰中弯矩较大一侧，不包含任何偶然工况）
M fd =由于持续机械荷载及动态荷载而产生的较大的弯矩或扭矩 (法兰中弯矩较大一侧，包含偶然工况）
AECsoft
2020/8/168/16
法兰泄漏校核分析方法
CAESAR II 法兰泄露分析
AECSOFT 北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司
2010
法兰泄漏校核分析方法
CAESAR II 中使用两种方法来对法兰泄漏进行校核： Kellogg当量压力法
ASME NC-3658 （注意：CAESAR II在进行法兰校核时可通过偶然应力因数增加许用压力）
2020/8/16
法兰泄漏校核分析方法
ASME NC-3658 法
Mfs 3125(Sy / 36,000)CA b
Sy = 法兰材料在设计温度下的屈服强度 (一般不超过 36,000psi)
C = 螺栓环直径
Mfd 6250(Sy / 36,000)CA b
Ab= 所有螺栓横截面积之和

法兰计算公式

法兰计算公式法兰计算公式（Flange Calculation Formula）是工程领域中常用的计算方法，用于设计和评估法兰连接的强度和稳定性。

法兰连接广泛应用于管道、容器和设备等工程结构中，起到连接和密封的作用。

本文将介绍法兰计算公式的基本原理和应用，以及一些常见的法兰连接设计考虑因素。

一、法兰计算公式的基本原理法兰连接的计算公式主要涉及到法兰的强度和稳定性两个方面。

强度是指法兰连接在承受外力时不发生破坏的能力，而稳定性是指法兰连接在承受外力时不发生失稳的能力。

为了确保法兰连接的可靠性，需要对法兰的尺寸、材料和受力情况等进行综合考虑。

在法兰计算公式中，一般会考虑以下几个关键参数：1. 法兰直径（D）：法兰连接的直径是指法兰的外径或内径，根据具体情况选择合适的数值。

2. 法兰厚度（T）：法兰连接的厚度是指法兰的厚度，一般需要根据承载要求和材料强度等因素进行合理选择。

3. 法兰材料（M）：法兰连接的材料包括法兰本体和密封垫片等部分，需要选择适合的材料以满足工程要求。

4. 法兰连接方式（C）：法兰连接的方式有螺栓连接和焊接连接等，根据具体情况选择合适的连接方式。

1. 法兰连接的强度计算法兰连接的强度计算主要涉及到法兰的承载能力和受力情况。

根据承载要求和受力情况，可以使用不同的计算公式进行法兰的强度评估。

一般情况下，法兰的承载能力可以通过以下公式进行计算：P = A × σ其中，P表示法兰的承载力，A表示法兰的有效面积，σ表示法兰材料的允许应力。

通过选择合适的材料、尺寸和受力方式，可以满足法兰连接的强度要求。

2. 法兰连接的稳定性计算法兰连接的稳定性计算主要涉及到法兰的失稳和变形情况。

在法兰连接受到外力作用时，如果法兰出现失稳或过大的变形，将影响连接的密封性和安全性。

为了保证法兰连接的稳定性，可以使用以下公式进行计算：K = I × E / L其中，K表示法兰连接的稳定系数，I表示法兰的截面惯性矩，E表示法兰材料的弹性模量，L表示法兰的有效长度。

通用法兰计算

设计验证结果预紧状态下需要的最小螺栓载荷L a N 3.14*D G *b*y 825096.41操作状态下需要的最小螺栓载荷L pNF+F P302116.47垫片压紧力作用中心圆直径D G mm 如果(b 0≤6.4), 则 (D+D 0)/2 如果(b 0>6.4),则 D 0-2b 644.00垫片有效密封宽度b mm 当b 0≤6.4mm,b=b 0 ；当b 0>6.4mm,b=2.53*(b 0)^0.516.00垫片宽度校核N minmmA b [σ]b /(6.28*D G *y)<N378.71计算直径D i1mm f<1,D+δ1; f ≥1,D+δ04522.50参数d 1mm 3U*h o *δ02/V11745828605.54参数e mm3F 1/h 00.000850颈部应力校正系数f查图3得及按表4计算（当f>1时,则为颈部小端应力和大端应力的比值,当f<1时,取f=1)1.00流体静压总轴向力F N 0.785*D 2G P 195339.29流体静压力作用在法兰内径截面上的轴向力F D N 0.785*D 2i P 6801240.00预紧状态下需要的垫片最小压紧力F G N 3.14*D G *b*y 825096.41操作状态下需要的垫片最小压紧力F P N 6.28*DG *b*m*P 106777.18流体静压总轴向力与作用于法兰内径截面上的轴向力之差F T NF-F D -6605900.71参数h 0(D i *δ0)1/21115.57法兰外径与法兰内径之比值K D/D i1.10预紧状态下需要的法兰力矩M a N.mm L a *(D b -D G )/21419579294.82操作状态下需要的法兰力矩M p N.mm M D +M G +M T-4130210881.22法兰设计力矩M 0N.mm max(M a*[σ]f t/[σ]f ,M p )1419579294.82由于内压施于法兰内径截面的轴向力所产生的力矩分量M D N.mm F D S D 603610050.00由于垫片压紧力而产生的力矩分量M G N.mm F G S G 1419579294.82由于内压施于法兰的总轴向力与施于法兰内径截面的轴向力之差而产生的力矩分量M T N.mm F T S T-6153400226.04从螺栓中心圆到法兰颈部与法兰背面交点的径向距离S mm (D b -D i )/2-δ135.00从螺栓中心圆到F D 作用位置处的径向距离S D mm S+0.5δ188.75从螺栓中心圆到F G 作用位置处的径向距离S G mm (D b -D G )/21720.50从螺栓中心圆到F T 作用位置处的径向距离S T mm0.5*(S+δ1+S G )931.50由K 值(K=D/Di)确定的系数T 1.88t 1mm 2δ0655.00由K 值(K=D/Di)确定的系数U 21.53整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰的系数V 1E4/((2.73/C)0.25*(1+A)3)1.476由K 值(K=D/Di)确定的系数Y 19.59由K 值(K=D/Di)确定的系数Z (K 2+1)/(K 2-1)10.14参数K D/D i1.10系数λ(t f e+1)/T+t f 3/d 10.57法兰颈部轴向应力σH MPa 当Di<20δ1: f*M 0/(λ*δ12*D i1)当Di ≥20δ1： f*M0/(λ*δ12*Di)47.49法兰环的径向应力σR MPa (1.33*t f *e+1)M 0/(λ*t f 2*Di)99.09法兰环的切向应力σTMPaYM 0/(t f 2*D i )-Z*σR7.84法兰计算结果垫片计算结果。

CAESAR_II_法兰泄漏分析

Biblioteka Ab= 所有螺栓横截面积之和
=由于持续机械荷载而产生的弯矩或扭矩 (法兰中弯矩较大一侧，不包含任何偶然工况）
=由于持续机械荷载及动态荷载而产生的较大的弯矩或扭矩 (法兰中弯矩较大一侧，包含偶然工况）
AECsoft
2014-9-29
法兰泄漏校核分析方法
AECsoft
2014-9-29
法兰泄漏校核分析方法
AECsoft
2014-9-29
法兰泄漏校核分析方法
选择对应工况及校核方法，之后点击View Report 查看校核结果。
AECsoft
2014-9-29
CAESAR II 法兰泄露分析
AECSOFT 北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司
2010
法兰泄漏校核分析方法
CAESAR II 中使用两种方法来对法兰泄漏进行校核：

Kellogg当量压力法

ASME NC-3658 （注意：CAESAR II在进行法兰校核时可通过偶然应力因数增加许用压力）
AECsoft
2014-9-29
法兰泄漏校核分析方法 ASME NC-3658 法
Mfs 3125 (Sy / 36,000)CAb
Mfd 6250 (Sy / 36,000)CAb
M fs
M fd
Sy = 法兰材料在设计温度下的屈服强度 (一般不超过 36,000psi) C = 螺栓环直径
AECsoft
2014-9-29
法兰泄漏校核分析方法
Kellogg当量压力法：
Peq 16M / G 3 4F / G 2 PD
其中：
Peq= 当量压力 (用于校核法兰泄漏)

法兰计算表

法兰计算表过程设备强度设计书内压法兰无折边球面封头的法兰计算单位中国轻工业武汉设计工程有限责任公司设计条件垫片及螺栓计算计算压力 Pc ＝ MPa 垫片材料N= mm y= MPa设计温度 t= ºC 外径x 内径x 厚度b= m =螺栓直径d B = mm螺栓个数n=个法兰材料 ==c G P bmp D F 28.6 N许用应力 []=fσ MPa==c Gp DF 2785.0N []=t fσ MPa ==ybD W G a14.3 NF+F p ＝ N 螺栓材料 ()[]t bP m F F A σ/1+=＝mm 2 []bam W A σ=2＝mm 2 许用应力 []=b σMPaAm=A m1或A m2(取两者中较大值)＝ mm 2 []=t b σ MPaA b ＝ mm 2 =+=δβ5.05.0arcsini iR D ()[]=+=b b mA A W σ5.0N（º）操作情况下法兰的受力力臂力矩==c i D p D F 2785.0 N)(2/1ibDD D L -== mm==DD DL F M N·mm==P G F F N)(2/1GbGD D L -== mm ==GG GL F M N·mm=-=D r F F F N)(2/1G DTL LL +== mm==TT TL F M N·mm==1βctg F F D r N =--=l L rfrβδδcos22 mm==rr rL F M N·mm操作情况下法兰总力矩=-++=r T G D P M M M M MN·mm 预紧螺栓时法兰的受力力臂力矩==W F G N=-=)(2/1G bGDD L mm==GG aL F MN·mm[]=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=i i if a a D D D D D M J σ mm 2 ,[]=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=i i i t fPP D D D D D M J σmm 2法兰厚度法兰厚度δf 取δfa 与 δfp 之大者，且不小于封头名义厚度的两倍==a fa J δmm=++=2L J L P fp δmm注：表中符号及其值的取法凡未列入本节的符号说明者均按第9章。

法兰许用载荷计算公式

法兰许用载荷计算公式法兰是一种在管道、阀门等设备连接中常用的部件，而确定法兰能够承受的载荷大小是确保系统安全运行的关键。

在工程领域，法兰许用载荷的计算公式可是非常重要的哦！先来说说什么是法兰许用载荷。

简单来讲，就是法兰在正常工作条件下，能够安全承受的最大力或者压力。

如果超过了这个许用载荷，法兰可能就会出现变形、泄漏甚至损坏的情况，那可就麻烦大啦！法兰许用载荷的计算可不是一件简单的事儿，它要考虑好多因素呢。

比如说，法兰的材料特性，不同的材料强度可不一样；还有法兰的结构尺寸，像法兰的厚度、直径等等；另外，工作温度和压力也会对许用载荷产生影响。

那具体的计算公式是啥样的呢？一般来说，常用的计算公式会涉及到材料的屈服强度、安全系数、法兰的有效面积等等。

就拿平焊法兰来说吧，它的许用载荷计算公式大概是这样的：许用载荷 = 材料屈服强度 ×有效面积 ×安全系数这里面的每个参数都有讲究。

材料屈服强度可以通过查阅材料手册得到，不同的钢材屈服强度差别可不小。

有效面积的计算就比较复杂了，要根据法兰的具体形状和尺寸来确定。

安全系数呢，通常是根据经验和相关标准来选取，以保证有足够的安全余量。

我记得有一次，在一个工厂的设备改造项目中，就碰到了法兰许用载荷的计算问题。

当时，新设计的管道系统压力提高了不少，原有的法兰是不是能承受得住就成了一个大问题。

我们的工程师团队可紧张了，大家一起拿着图纸，对着各种参数仔细计算。

我在旁边看着，心里也跟着着急。

经过一番努力，终于算出了新的许用载荷，发现原来的法兰不行，得更换更厚、强度更高的法兰。

这要是没算对，一旦设备运行起来，出了问题那可就糟糕了。

总之，法兰许用载荷的计算虽然复杂，但却是工程中不能忽视的重要环节。

只有算对了，才能保证设备的安全可靠运行，避免出现意外事故。

所以啊，咱们搞工程的朋友们，一定要认真对待这个计算，可不能马虎哟！。

内压及外载荷作用下的法兰计算方法介绍

| 151或管道引起的力和力矩等)，这时仅按内压来设计或选用法兰是不安全的，应按如下公式计算当量设计压力32164P Pc G GM Fe D D ππ=++(2)NB/T 47041—2014中规定：塔壳各段采用法兰连接时，法兰应同时考虑内压，轴向力和外力矩的作用，其当量设计压力按下式计算32164P Pc G GM Fe D D ππ=++以上两处内容的表述大致相同，其对外载荷均是引入了“当量设计压力”的概念，且其计算方法相同。

目前压力容器设计中广泛使用的计算软件SW6中对法兰外载荷的处理也是采用了上述处理方法。

2.2 当量压力计算的适用范围HG 20582—2011《编制说明》中明确指出：(1)该方法主要推荐用于标准法兰的选用；(2)此方法明确仅限于平垫密封的法兰，不用于其他形式密封的法兰。

故，该当量压力计算方法并非适用于所有密封面形式，且该方法用于法兰设计计算可能是不完全合适的。

NB/T 47040-2014中公式则不区分法兰密封面形式，但大部分设备法兰都是以平垫密封为主。

2.3 当量设计压力公式的推导法兰的当量设计压力计算公式中由3部分组成即：1 绪论完整的设备设计条件通常会包含管道载荷，该值一般由管道专业提供。

在进行设计工作时，通常会用该载荷校核接管与壳体间的局部应力，以此防止接管与壳体连接部位的失效。

然而，是否应该将该载荷同样应用于法兰计算，可能是存在疑问的：(1)法兰规格(标准法兰)通常由管道给出，可能已经过了配管设计可以满足管道连接。

(2)管道选用的标准法兰本身具备一定的承受外载荷的能力。

(3)所提供的管道载荷可能是个前期预估的保守值，若以此条件设计法兰，需要的法兰会远大于配对法兰。

与此同时，考虑到法兰的失效形式，通常是泄露失效。

要保证法兰不会泄露，必须要保证垫片上存在一定的压紧力(强制密封法兰)，因此，螺栓及法兰的设计时就必须要考虑到会导致垫片压紧力减小的各种情况，其中最主要的就是内压力(抵消部分螺栓上紧力)和外载荷(抵消部分螺栓上紧力，并且使得各螺栓力不再均衡)的影响。

法兰连接设计计算手册

法兰连接设计计算手册一、法兰类型与规格根据不同应用场合，法兰连接的类型多种多样。

常见的类型有平焊法兰、对焊法兰、承插焊法兰、松套法兰等。

规格主要取决于法兰的标准，如国标、美标、德标等。

在设计时，需根据管道的介质、压力、温度等参数选择合适的法兰类型与规格。

二、螺栓预紧力计算螺栓预紧力是保证法兰密封的重要因素。

预紧力过小可能导致泄漏，过大则可能使螺栓断裂。

预紧力的计算需考虑螺栓的截面积、材料的弹性模量、法兰的刚度等因素。

常用的预紧力计算公式为：F=KxπdxF=KxπdxF=Kxπd×n×P 其中，F为预紧力，K为预紧系数，d为螺栓直径，n为螺栓数量，P为管道工作压力。

三、法兰面压力设计法兰面压力是法兰能够承受的最大压力。

在设计时，需考虑管道内部的压力波动以及外部载荷对法兰的影响。

法兰面压力的计算公式为：P=pmax+ΔP+F 其中，P为法兰面压力，pmax为管道内部最大工作压力，ΔP为压力波动，F为外部载荷。

四、垫片选择与压紧力垫片是影响法兰密封性能的关键因素。

选择合适的垫片材料和规格可以保证法兰的密封性能。

垫片的压紧力需通过实验确定，通常在安装时通过施加螺栓预紧力来达到所需的压紧力。

五、法兰刚度与稳定性分析法兰刚度与稳定性是评估法兰性能的重要指标。

在设计时，需对法兰进行刚度与稳定性分析，以确保法兰在使用过程中不会发生变形或失稳。

常用的分析方法有有限元分析和实验测试。

六、疲劳强度评估疲劳强度是指法兰在交变载荷作用下抵抗破坏的能力。

在设计时，需对法兰进行疲劳强度评估，以确保法兰在使用过程中不会因疲劳而失效。

常用的评估方法有应力分析法和寿命预测法。

七、温度影响与热膨胀计算温度对法兰的性能和使用寿命有较大影响。

在设计时，需考虑温度变化对法兰的影响，尤其是热膨胀对法兰尺寸和密封性能的影响。

热膨胀计算公式为：ΔL=αLΔTΔL=αLΔTΔL=αLΔT其中，ΔL为热膨胀长度，α为材料的热膨胀系数，L为法兰长度，ΔT为温度变化量。

法兰受力限制计算公式

法兰受力限制计算公式
①为了防止法兰泄露有两种方法，一降低法兰处管道的作用力和力矩，二是提高法兰的
压力等级，从而提高允许受力。

②适用范围：本节讨论的法兰允许的受力限制，不仅适用于管道与设备的连接法兰，而
且还适用与管道自身的法兰连接，多数情况下容器与设备的法兰连接只要满足防止泄露的要求，容器开孔处的局部应力便能满足要求。

③对于防止法兰泄露的经验做法，例如一般法兰连接处的应力不大于70Mpa便可以接
受。

实际表明，该方法在管径不大时基本适用，当管径较大时可能不偏于保守。

④计算公式：
P≧P1+16000M/(πD3c)+4F/(ΠD2c)
P-法兰设计压力，Mpa；
P1-管道设计压力，Mpa；
M-法兰承受的合成弯矩，N·m
F-法兰承受的拉力（不包括内压产生的拉力），N
Dc-垫片压紧力作用中心圆直径，近似等于垫片接触面的平均直径，mm。

塔器法兰当量设计压力的计算

塔器法兰当量设计压力的计算
侯大光;黄勇
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】1996(000)004
【总页数】1页(P64)
【作者】侯大光;黄勇
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE962
【相关文献】
1.塔体法兰当量压力计算 [J], 杨莉
2.板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之三--十种压力容器凸缘法兰设计方法分析 [J], 雷勇;宋尧;桑如苞;闫东升
3.压力容器矩形法兰设计计算 [J], 周建新;王炜;秦泗平;李道清;高小红;田冲;张斌
4.塔器设备法兰设计中的当量设计压力 [J], 刘福生
5.国家标准GB150用于压力容器大型端盖法兰设计的计算误差分析 [J], 谭忠文;张征明;何树延
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

法兰的压力等级与设计要求

A
5
• 欧洲体系的法兰是以200℃作为计算基准温度，压力等级分为：PN0.1、PN0.25、 PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、 PN6.3、PN10.0、PN16.0、 PN25.0、 PN40.0；
• 美洲体系的法兰是以450℃（对150Lb级则是300℃）作为计算基准温度，压力等级分为：PN2.0（150Lb）、 PN5.0（300Lb）、 PN6.8（400Lb）、PN10.0（600Lb）、 PN15.0（900Lb）、PN25.0（1500Lb）、 PN42.0（2500Lb）。
A
4
国际上常用的法兰标准体系
国际上（包括国内）管法兰标准主要有两大体系，即欧洲体系（以DIN标准为代表）和美洲体系（以美国ASMEB16.5、B16.47标准为代表）。同一体系内，各国的管法兰标准基本上是可以互相配用的（指连接尺寸和密封面尺寸），两种不同体系的法兰是不能互相配用的。两种体系的国内外标准号详见《压力容器安全技术监察规程》。
改变温度与材料影响压力选择
A
2
改变温度公称压力的确定
➢某工作温度下允许的最大工作压力与公称压力的关系一般可由度下允许最大工作压力。
➢ PN——公称压力。 ➢ σt——工作温度时材料许用压力。 ➢ σ基——基准温度时的材料许用应力。
A
3
改变材料公称压力的确定
➢所谓公称压力PN0.6MPa的法兰，就是指具有这样一种具体尺寸的法兰，该法兰是用16MnR制造的，在200℃时，它的最大答应操作压力是0.6MPa。 ➢假如把这个PN0.6MPa的法兰用在高于200℃的条件下，那么它的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa。 ➢反之，假如将它用于低于200℃的条件下，仍按200℃确定其最高工作压力。假如把法兰的材料改为Q235‐A，那么Q235-A 钢的机械性能比16MnR差，这个公称压力PN0.6MPa的法兰，即使是在200℃时操作，它的最大答应操作压力也将低于它的公称压力。 ➢反之，假如把法兰的材料由16MnR改为15MnVR，那么，由于 15MnVR的机械性能优于16MnR，这个公称压力PN0.6MPa的法兰，在200℃操作时，它的最大答应操作压力将高于它的公称压力。

管法兰最高允许工作压力的计算

管法兰最高允许工作压力的计算先引入一个例子，一台按照ASME Ⅷ-1设计打U钢印的设备，由于是欧洲用户，管法兰标准是EN1092-1：2018，不是ASME协调标准。

按照ASME Ⅷ-1规范，管法兰需要按照非标法兰进行强度计算。

我们知道很多时候标准管法兰如果要计算通过，不仅要加大法兰外径，而且要增厚很多，况且修改后的法兰尺寸不符合用户配管尺寸的要求。

对于这一棘手问题，有两个解决问题的突破口。

方法一：由于ASME 受压件的管辖范围对于螺栓法兰连接件指第一条环焊缝的坡口，可以将法兰当作设备的外部连接件，管法兰在图纸中用虚线表示，这样管法兰就不是ASME受压件的管辖范围，从而规避了管法兰的计算。

方法二：采用和ASME B16.5 尺寸一致的EN 1759-1管法兰标准。

不过采用这种方法用户一不一定同意。

管法兰HG/T 20592~20635-2009只有碳钢和不锈钢管法兰在不同温度下最高允许工作压力，那么对于特种金属材料（比如双相钢、超级奥氏体不锈钢、钛、镍、锆、铝、铜合等）管法兰怎么办呢？其实我们看EN1092-1:2018其实和HG/T 20592-2009计算方法近似一样，HG/T 20592-2009 最大允许工作压力计算用的材料屈服强度225MPa ; EN1092-1:2018最大允许工作压力计算用的材料屈服强度用的材料许用应力140MPa,换算一下225MPa/1.5=150MPa。

对于铝和铜制管法兰欧洲有相应的管法兰标准，可以查不同温度下最高允许工作压力。

EN 1092-3 铜制管法兰EN 1092-4 铝制管法兰我们再看ASME B16.5-2020和HG/T 20615-2009计算方法是一模一样的。

有了上面的计算方法，对于特种金属材料管法兰在不同温度下最高允许工作压力我们就可以计算了。

法兰计算

5.4法兰连接计算5.4.1钢管对接一般采用法兰盘螺栓连接，主材与腹杆之间，可采用节点板或法兰盘连接。

5.4.2有加劲肋法兰螺栓的拉力，应按下列公式计算：1、当法兰盘仅承受弯矩M 时，普通螺栓拉力应按下式计算：()bt i n t N y y M N ≤⋅=∑2''max (5.4.2-1) 式中max t N ——距旋转轴②'n y 处的螺栓拉力(N)；'i y ——第i 个螺栓中心到旋转轴②的距离(mm)；b t N ——每个螺栓的受拉承载力设计值。

2、当法兰盘承受拉力N 和弯矩M 时，普通螺栓拉力分两种情况计算：1)、螺栓全部受拉时，绕通过螺栓群形心的旋转轴①转动，按下式计算：bt oi n t N n N y y M N ≤+⋅=∑2max (5.4.2-2) 式中o n ——该法兰盘上螺栓总数。

2)、当按(5.4.2-2)式计算任一螺栓拉力出现负值，螺栓群并非全部受拉时，而绕旋转轴②转动，按下式计算：()()b t int N y y Ne M N ≤+=∑2''max(5.4.2-3)式中e ——旋转轴①与旋转轴②之间的距离（mm ）。

对圆形法兰盘，取螺栓的形心为旋转轴①,钢管外壁接触点切线为旋转轴②(图5.4.2)图5.4.2法兰盘5.4.3有加劲肋的法兰板厚应按下列公式计算：式中 t fM 5.4.4式中 v f ——钢材的抗剪强度设计值（N/mm 2）f——2t ——5.4.51n N N b /=bt mN N =max 式中：m 2、受拉（压）一个螺栓所对应的管壁段中的拉力：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N r Mn N b 25.01 (5.4.5-3) 式中：M ——法兰盘所受弯矩，mm N⋅；N ——法兰盘所受轴心力， N ，压力时取负值。

5.4.6无加劲肋的法兰盘的法兰板，应按下列公式计算：(图5.4.6)顶力：abN R b f ⋅=(5.4.6-1)剪应力： f st R f ≤⋅⋅=5.1τ (5.4.6-2)正应力： fts eR f ≤⋅⋅=25σ(5.4.6-3)式中：s ——螺栓的间距，mm ，()θ⋅+=b r s 2；f R ——法兰盘之间的顶力， N ; θ——两螺栓之间的圆心角，弧度；e ——法兰盘受力的力矩。