Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Фланцеві зєднання

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ СЄВЄРОДОНЕЦЬКИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ О.І. Барвін, І.М. Гєнкіна, В.В. Іванченко, Г.В. Тараненко, Ю.М. Штонда

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ СЄВЄРОДОНЕЦЬКИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

О.І. Барвін, І.М. Гєнкіна, В.В. Іванченко, Г.В. Тараненко, Ю.М. Штонда

КОНСТРУЮВАННЯ І РОЗРАХУНОК

СТАЛЕВИХ ЗВАРНИХ ПОСУДИН ТА АПАРАТІВ.

ФЛАНЦЕВІ З'ЄДНАННЯ

Луганськ 2007

УДК 66.023+66.025

БК 35.11

К65

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів за спеціальністю “Обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів”.

(лист № 1.4/18-Г-1141 від 16.07.07.) Рецензенти:

Панов Є.М., доктор технічних наук, проф. НТУУ ”КПІ“

Юшко В.Л., доктор технічних наук, проф. УДХТУ

Склабінський В.І., доктор технічних наук, проф. СумДУ

Борисенко В.А., кандидат технічних наук, НДІХІММАШ

Відповідальний редактор В.В. Іванченко

О.І. Барвін, І.М. Гєнкіна, В.В. Іванченко, Г.В. Тараненко, Ю.М. Штонда.

К65 Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів. Фланцеві з'єднання. – Луганськ: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту імені Володимира Даля, 2007. – 306 с., 108 іл., 117 табл., 48 бібліогр назв.

ISBN

У даному посібнику наведені описи стандартних конструкцій фланцевих з’єднань, які застосовуються у хімічному машинобудуванні, а також рекомендації щодо їх вибору та розрахунку на міцність, жорсткість і герметичність.

Розрахунки фланцевих з’єднань викладені на основі діючої у хімічному машинобудуванні нормативно-технічної документації.

Наведені приклади розрахунків фланцевих з’єднань.

Посібник призначено для використання в навчальному процесі при вивченні студентами дисциплін професійної та практичної підготовки, а також в курсовому та дипломному проектуванні.

Посібник може бути корисним інженерам-механікам, які займаються проектуванням, виготовленням і експлуатацією посудин та апаратів хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів.

УДК 66.023+66.025

ББК 35.11

ISBN © О.І. Барвін, І.М. Гєнкіна, В.В. Іванченко,

Г.В. Тараненко, Ю.М Штонда

© Східноукраїнський національний уні-

верситет імені Володимира Даля, 2007

ЗМІСТ

1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 Вимоги, що пред'являються до фланцевих з'єднань . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Класифікація фланців . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 КОНСТРУКЦІЇ ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1 Конструкції фланцевих з'єднань посудин та апаратів . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Конструкції з'єднань з перехідними фланцями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3 Конструкції з'єднань з арматурними фланцями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.4 Конструкції заглушок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.5 Приклади вибору фланцевих з'єднань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3 КОНСТРУКЦІЇ ТА МАТЕРІАЛИ ПРОКЛАДОК ФЛАНЦЕВИХ

З'ЄДНАНЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.1 Загальні вимоги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.2 Типи прокладок для фланцевих з’єднань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.3 Конструкції прокладок для фланцевих з’єднань посудин та апаратів . 30

3.4 Конструкції прокладок для арматурних фланцевих з’єднань . . . . . . . . 38

4 ВИБІР КРІПИЛЬНИХ ВИРОБІВ ДЛЯ ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ . . . . . 44

5 РОЗРАХУНОК ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.1 Напружений стан деталей фланцевого з’єднання . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.2 Розрахункові температури елементів фланцевого з’єднання . . . . . . . . . 59

5.3 Допустимі напружини . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

5.4 Розрахунок допоміжних величин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.5 Визначення коефіцієнта жорсткості фланцевого з’єднання . . . . . . . . . . 70

5.6 Розрахунок навантажень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.7 Розрахунок болтів (шпильок) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

5.8 Розрахунок прокладок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.9 Розрахунок фланців на міцність . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.10 Перевірка фланцевого з’єднання на жорсткість . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

5.11 Розрахунок фланців на малоциклову втомленість . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5.12 Приклади розрахунку фланцевих з’єднань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

ДОДАТОК А Межі застосування фланців посудин та апаратів . . . . . . 119

ДОДАТОК Б Конструкції і розміри фланців посудин та апаратів . . . . 124

ДОДАТОК В Конструкції та розміри сталевих фланців арматури,

з’єднувальних частин і трубопроводів . . . . . . . . . . . . . . . . 165 ДОДАТОК Г Заглушки фланцеві сталеві . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

ДОДАТОК Д Матеріали прокладок фланцевих з’єднаннь . . . . . . . . . . 220

ДОДАТОК Е Прокладки фланцевих з'єднань посудин та апаратів . . . . 230

ДОДАТОК Ж Прокладки фланцевих з'єднань арматури, з’єднуваль-

них частин та трубопроводів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

ДОДАТОК И Кріпильні вироби для фланцевих з’єднань . . . . . . . . . . . 269

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

3

1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Окремі частини апаратів (корпуси, кришки, царги, трубні пучки, розподільні камери та ін.) з'єднуються між собою, а також з арматурою та трубопроводами за допомогою роз'ємних з'єднань.

Найпоширенішим видом роз'ємних з'єднань, що застосовуються в хімічній та інших галузях промисловості, є фланцеві з'єднання, які відрізняються простотою конструкції, легкістю збирання та розбирання і забезпечують герметичність та міцність апаратів.

Для герметичного перекриття (відглушення) отворів штуцерів на апаратах, а також для відглушення трубопроводів при проведенні ремонтних робіт та гідравлічних або пневматичних випробувань застосовуються заглушки.

1.1 Вимоги, що пред'являються до фланцевих з'єднань

До фланцевих з'єднань пред'являють наступні вимоги:

– герметичність при заданих температурі та тиску;

– достатня міцність і жорсткість;

– допустимість багатократного збирання та розбирання; – технологічність виготовлення; – взаємозамінність.

1.2 Класифікація фланців

Фланці класифікуються наступним чином:

– за призначенням – фланці посудин та апаратів; фланці арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів;

– за конструкцією – плоскі приварні, приварні встик, перехідні фланці;

– за типом ущільнювальних поверхонь – з гладкою поверхнею (зі з’єднувальним виступом), з ущільнювальними поверхнями типів “шиппаз”, “виступ-западина”, під металеві прокладки овального та восьмикутного перерізу, під лінзову прокладку.

4

2 КОНСТРУКЦІЇ ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ

2.1 Конструкції фланцевих з'єднань посудин та апаратів

Фланці посудин та апаратів (далі апаратні фланці) застосовують для з’єднання окремих складових одиниць корпусів апаратів між собою, а також як фланці люків.

ланці і прокладки до них стандартизовані по внутрішньому діаме-

тру і умовному тиску.

Базовим розміром апаратних фланців є внутрішній діаметр. Стандартами [29-31] передбачені наступні внутрішні діаметри фланців: 400,

500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200,

2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800 та 4000 мм.

Апаратні фланці виготовляються на наступні умовні тиски: 0,3; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 8,0; 10 та 16 МПа.

Для створення необхідної герметичності фланцевого з'єднання ущільнювальним поверхням надають певну форму. Залежно від тиску і фізико-хімічних властивостей середовища передбачені наступні типи ущільнювальних поверхонь фланців:

– гладка;

– виступ; – западина;

– шип;

– паз; – під металеву прокладку восьмикутного перерізу.

Апаратні фланці виготовляють монометалевими, облицьованими листом або наплавленими корозійностійкою сталлю.

Плоскі приварні фланці посудин та апаратів за конструкцією підрозділяються на наступні виповнення (рисунки Б.1-Б.15 додатку Б):

– 1 (монометалеві з гладкою ущільнювальною поверхнею);

– 2 (монометалеві з пазом);

– 3 (монометалеві з шипом);

– 4 (монометалеві із западиною);

– 5 (монометалеві з виступом);

– 6 (монометалеві із гладкою ущільнювальною поверхнею, облицьовані листом з корозійностійкої сталі);

– 7 (з пазом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

– 8 (з шипом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

5

– 9 (із западиною, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

– 10 (з виступом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

– 11 (з гладкою ущільнювальною поверхнею, наплавлені корозійностійкою сталлю);

– 12 (з пазом, наплавлені корозійностійкою сталлю);

– 13 (з шипом, наплавлені корозійностійкою сталлю);

– 14 (із западиною, наплавлені корозійностійкою сталлю); – 15 (з виступом, наплавлені корозійностійкою сталлю).

Приварні встик фланці посудин та апаратів за конструкцією підрозділяються на наступні виповнення (рисунки Б.16-Б.27 додатку Б):

– 1 (монометалеві із западиною);

– 2 (монометалеві з виступом);

– 3 (монометалеві з пазом);

– 4 (монометалеві з шипом);

– 5 (із западиною, облицьовані листом із корозійностійкої сталі); – 6 (з виступом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

– 7 (з пазом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі); – 8 (з шипом, облицьовані листом із корозійностійкої сталі);

– 9 (із западиною, наплавлені корозійностійкою сталлю);

– 10 (з виступом, наплавлені корозійностійкою сталлю); – 11 (з пазом, наплавлені корозійностійкою сталлю); – 12 (з шипом, наплавлені корозійностійкою сталлю).

Приварні встик фланці посудин та апаратів під прокладку восьмикутного перерізу за конструкцією підрозділяються на наступні виповнення (рисунки Б.28-Б.31 додатку Б):

– 1 (монометалеві під прокладку восьмикутного перерізу);

– 2 (під прокладку восьмикутного перерізу, наплавлені корозійностійкою сталлю).

Фланцеве з'єднання (рисунки 2.1, 2.2) складається з фланців 1 , 2 , болтів (шпильок) 3 , гайок 4 та ущільнювального елементу (прокладки) 5 , який установлюється між ущільнювальними поверхнями фланців і забезпечує герметичність при затягуванні болтів або шпильок.

На рисунку 2.1 представлені апаратні фланцеві з'єднання з плоскими приварними фланцями з гладкою ущільнювальною поверхнею і ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” та “шип-паз”.

Плоский приварний фланець є плоским кільцем, що приварюється до краю обичайки (втулки), завдяки чому фланець і обичайка працюють під навантаженням як єдине ціле.

6



а – з гладкою ущільнювальною поверхнею; б – типу „виступ-западина”; в – типу „шип-паз”

1, 2 – фланці; 3 – болт; 4 – гайка; 5 – прокладка; 6 – втулка (обичайка)

Рисунок 2.1 – Апаратні фланцеві з’єднання з плоскими приварними фланцями

а – типу „виступ-западина”; б – типу „шип-паз”; в – з ущільнювальною поверхнею під прокладку восьмикутного

перерізу

1, 2 – фланці; 3 – шпилька; 4 – гайка; 5 – прокладка

Рисунок 2.2 – Апаратні фланцеві з’єднання з приварними встик фланцями


На рисунку 2.2 представлені апаратні фланцеві з'єднання з приварними встик фланцями із ущільнювальними поверхнями типів “виступзападина”, “шип-паз” та під прокладку восьмикутного перерізу.

Приварний встик фланець має конічну втулку яка приварюється до обичайки стиковим швом. Ці фланці застосовуються при більш високих тисках і температурах та при більшій кількості циклів навантаження (понад 2000) ніж плоскі приварні.

Перевагою фланців з гладкою ущільнювальною поверхнею є простота конструкції (технологічність виготовлення).

Для забезпечення взаємозамінності фланців всіх типів їх приєднувальні розміри (зовнішній діаметр, діаметр болтової окружності, кількість і діаметр болтових отворів) і розміри ущільнювальних поверхонь стандартизовані [29-31] і прийняті однаковими при одному і тому ж умовному тиску і внутрішніх діаметрах незалежно від конструкції та матеріалу фланця.

Межі застосування апаратних фланців наведені в таблиці 2.1 [28].

Форма ущільнювальної поверхні вибирається залежно від конструкції фланця та групи апарата.

Плоскі приварні фланці з гладкою ущільнювальною поверхнею застосовуються на умовний тиск від 0,3 до 1,6 МПа для посудин 3, 4 і 5 груп.

Фланці з ущільнювальними поверхнями типу “шип-паз” рекомендуються для прокладок, які необхідно поміщати в замкнутий об'єм (наприклад, з фторопласту), для апаратів, які працюють під вакуумом (абсолютний тиск від 0,05 до 0,001 МПа), а також для герметизації середовищ з високою проникаючою здатністю (водень, гелій, високотемпературні органічні теплоносії).

Матеріали фланців слід приймати за таблицею А.1 додатку А залежно від матеріалу обичайки (з тієї ж марки сталі або близької за властивостями), розрахункового тиску та розрахункової температури [28].

Фланці з недорогих вуглецевих і низьколегованих марок сталей виготовляють монометалевими, а фланці з аустенітних корозійностійких сталей – монометалевими переважно при невеликих розмірах. Фланці відносно великих діаметрів виготовляють облицьованими або наплавленими, при цьому несуча частина фланця виконується з вуглецевих або низьколегованих сталей, а поверхні, які торкаються середовища, захищають корозійностійкими марками сталей.

Конструкція плоского приварного фланця з гладкою ущільнювальною поверхнею, облицьованого листовою корозійностійкою сталлю, наведена на рисунку 2.3,а , а наплавленого корозійностійкою сталлю – на рисунку 2.3,б .

Таблиця 2.1 – Межі застосування апаратних фланців

Тип фланця

Внутрішній діаметр апарата D , мм

Номінальний

(умовний) тиск PN , МПа

Робоча температура, °С

Фланці посудин та апаратів сталеві плоскі приварні за ГОСТ 28759.2-90

400-4000

400-3200

400-2400

0,3

0,6-1,0

1,6

від мінус 70 до плюс 300

Фланці посудин та апаратів сталеві приварні встик за ГОСТ 28759.3-90

3400-4000

400-4000

400-3200

400-2000

400-1600

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0-6,3

від мінус 70 до плюс 600

Фланці посудин та апаратів сталеві приварні встик під прокладку восьмикутного перерізу за ГОСТ 28759.4-90

400-1600

400-1500

400-1200

6,3-8,0

10,0

16,0

Примітки:

1 Фланці за ГОСТ 28759.2-90 не допускається застосовувати в посудинах та апаратах, що працюють в умовах циклічних навантажень з числом циклів понад 2·103 , а також в середовищах, що викликають корозійне розтріскування.

2 Фланці виповнень 6-10 за ГОСТ 28759.2-90 і виповнень 5-8 за ГОСТ 28759.3-90 слід застосовувати при робочій температурі не більше 100 °С.

3 Для посудин та апаратів, що працюють в умовах вакууму із залишковим тиском не нижче 665 Па (5 мм рт. ст.), допускається застосовувати фланці виповнень 1-5 за ГОСТ 28759.2-90 на PN номінальний (умовний) тиск 0,3 МПа, виповнень 1-4 за ГОСТ 28759.3-90 – на номінальний (умовний) тиск PN 1,0 МПа.

4 Межі застосування фланців виповнень 11-15 за ГОСТ 28759.2-90, виповнень 9-12 за ГОСТ 28759.3-90 і виповнень 2 за ГОСТ 28759.4-90 встановлюються за таблицею А.2 залежно від матеріалу основного шару.

Конструкція приварного встик фланця з виступом, облицьованого листовою корозійностійкою сталлю, наведена на рисунку 2.4,а , а наплавленого корозійностійкою сталлю – на рисунку 2.4,б .

Конструкції та розміри плоских приварних фланців, облицьованих і наплавлених корозійностійкою сталлю, наведені в додатку Б.

Конструкції та розміри приварних встик фланців, облицьованих і наплавлених корозійностійкою сталлю, наведені в додатку Б.

Конструкції та розміри приварних встик фланців під прокладку восьмикутного перерізу, облицьованих листом або наплавлених корозійностійкою сталлю, наведені в додатку Б.

а – облицьований листом із корозійностійкої сталі; б – наплавлений коро-

зійностійкою сталлю

Рисунок 2.3 – Конструкції плоских приварних фланців, облицьованих та наплавлених корозійностійкою сталлю

Фланці, облицьовані листом з корозійностійкої сталі, застосовують при робочій температурі не більше 100 °С.

Для контролю герметичності зварних з'єднань облицьованих фланців передбачають контрольні отвори під нарізь М10. Контроль щільності зварних з'єднань облицьованих фланців виконується пневматичним випробуванням під тиском 0,05 МПа. В робочих умовах ці отвори залишаються відкритими.

Фланці для посудин із двошарових сталей слід виготовляти зі сталі основного шару або зі сталі цього ж класу із захистом ущільнювальної та внутрішньої поверхні фланця від корозії облицюванням або наплавленням корозійностійкою сталлю.

Втулки плоских приварних фланців виконань 6-15 за стандартом [29], а також облицювання та наплавлення виготовляють зі сталей марок 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т, 08Х17Н15М3Т, 10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т за ГОСТ 5632-72.

а – облицьований листом із корозійностійкої сталі; б – наплавлений коро-

зійностійкою сталлю

Рисунок 2.4 – Конструкції приварних встик фланців, облицьованих і наплавлених корозійностійкою сталлю

Для втулки, облицювання та наплавлення фланця застосовуються корозійностійкі сталі однієї марки.

Плоскі приварні фланці з вуглецевої сталі з втулкою зі сталі аустенітного класу можуть застосовуватися при температурі не більше 100 °С, а з втулкою з біметалу (з основним шаром з вуглецевої сталі) – до 300 °С. Їх допускається приварювати безпосередньо до обичайки (днища) з товщиною рівною або більшою ніж товщина втулки.

Радіальний зазор для плоских приварних фланців між зовнішньою поверхнею втулки (обичайки, днища) та внутрішньою поверхнею фланця не повинен перевищувати 2,5 мм.

Межі застосування апаратних фланців залежно від матеріального виповнення та розрахункової температури наведені в таблиці А.1 додатку А.

У фланцевих з’єднаннях з ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” і “шип-паз”, які розташовані в горизонтальній площині, нижні фланці повинні бути, як правило, з ущільнювальними поверхнями типів „западина” або „паз”. У фланцевих з’єднаннях, які розташовані в вертикальній площині, фланці штуцерів повинні бути, як правило, з ущільнювальними поверхнями типів „западина” або „паз”.

2.2 Конструкція з’єднань з перехідними фланцями

Перехідні приварні встик фланці застосовуються переважно в кожухотрубчастих теплообмінних апаратах з плаваючою головкою. За їх допомогою кришка апарата приєднуються до кожуха.

Галузевим стандартом [36] передбачені наступні виповнення перехідних фланців під плоску прокладку:

– 1 (монометалевий з виступом);

– 2 (монометалевий з шипом);

– 3 (з виступом, наплавлений корозійностійкою сталлю); – 4 (з шипом, наплавлений корозійностійкою сталлю).

Галузевим стандартом [37] передбачені наступні виповнення перехідних фланців під металеву прокладку восьмикутного перерізу:

– 1 (монометалевий);

– 2 (наплавлений корозійностійкою сталлю).

Конструкція з’єднання з перехідними фланцями з ущільнювальними поверхнями типу “виступ-западина” наведена на рисунку 2.5, а з’єднання з перехідними фланцями з ущільнювальною поверхнею під прокладку восьмикутного перерізу – на рисунку 2.6.

Конструкції та розміри перехідних фланців наведені в додатку Б.

1 – перехідний фланець; 2 – фланець; 3 – прокладка; 4 – болт; 5 – гайка

Рисунок 2.5 – Фланцеве з’єднання типу „виступ-западина” з перехідним фланцем

Відповідні фланці, що приварюються до кришки теплообмінного апарата з плаваючою головкою, залежно від розрахункового тиску та розрахункової температури кожуха можуть бути плоскими приварними або приварними встик, а залежно від корозійних властивостей середовища – монометалевими або наплавленими корозійностійкою сталлю.

1 – перехідний фланець; 2 – фланець; 3 – прокладка; 4 – шпилька; 5 – гайка Рисунок 2.6 – Фланцеве з’єднання з ущільнювальною поверхнею під прокладку восьмикутного перерізу з перехідним фланцем

2.3 Конструкції з'єднань з арматурними фланцями

Арматурні фланці застосовуються в апаратах для з’єднання між собою окремих складових одиниць, що виготовляються з труб діаметром до 1200 мм, а також як фланці штуцерів.

Приєднання трубної арматури до апарата, а також технологічних трубопроводів для підведення та відведення рідинних та газоподібних середовищ здійснюється за допомогою штуцерів або ввідних труб.

Фланцеві штуцери (рисунок 2.7) представляють собою патрубки з привареними до них фланцями.

Арматурні фланці відрізняються за конструкцією і розмірами від фланців посудин та апаратів. Порівняно з апаратними фланцями арматурні фланці працюють в більш жорстких умовах. На ці фланці діють додаткові навантаження від ваги трубопроводів великої протяжності, від температурних коливань, вібраційні, ударні та інші.

Арматурні фланці виготовляють переважно круглої форми. Флан-

ці, що мають чотири отвори під болти (шпильки), на номінальний (умовний) тиск PN до 4,0 МПа виготовляють також квадратними.

а – штуцер з плоским приварним фланцем; б – штуцер з приварним встик

фланцем

1 – патрубок ; 2 – фланець

Рисунок 2.7 – Конструкція штуцерів посудин та аппаратів

Арматурні фланці виготовляють тільки монометалевими.

Фланці, заглушки і прокладки до них стандартизовані за номіна-

льним (умовним) тиском та умовним проходом (номінальним розміром). Умовний прохід визначає не тільки розміри труби, але і розміри приєднуваного до неї фланця. Величина умовного проходу визначається зовнішнім діаметром труби, тоді як її внутрішній діаметр залежить від товщини стінки. Так, для труб з номінальним розміром (умовним проходом) DN 50 мм зовнішній діаметр труби дорівнює 57 мм, а внутрішній діаметр змінюється залежно від товщини стінки труби.

Установлено наступний ряд номінальних розмірів (умовних проходів): 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125; 150, 200, 250, 300, 350,

400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400 та 3000 мм. Ряд номінальних (умовних) тисків для арматурних фланців: 0,1; 0,25; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 8,0; 10; 16 та 20 МПа.

Введення понять номінального розміру (умовного проходу) та номінального (умовного) тиску дозволяє звести до мінімуму весь типорозмірний ряд арматурних фланців. Всі типи фланців з міркувань взаємозамінності на даний умовний прохід і умовний тиск мають однакові приєднувальні розміри.

Залежно від тиску і фізико-хімічних властивостей середовища передбачаються наступні виповнення ущільнювальних поверхонь фланців:

– 1 (з приєднувальним виступом);

– 2 (з виступом);

– 3 (із западиною);

– 4 (з шипом);

– 5 (з пазом);

– 6 (під лінзову прокладку);

– 7 (під прокладку овального перерізу); – 8 (з шипом під фторопластову прокладку); – 9 (з пазом під фторопластову прокладку).

Плоский приварний фланець представляє собою плоске кільце, яке приварюється до краю труби. Завдяки цьому фланець і труба працюють під навантаженням як єдине ціле.

Плоскі приварні фланці рекомендується застосовувати при номінальному (умовному) тиску PN від 0,1 до 2,5 МПа і температурі від мінус 70 до плюс 300 ºС.

Плоскі арматурні фланці за конструкцією підрозділяються на наступні виповнення (рисунки В.1-В.3 додатку В):

– 1 (зі з’єднувальним виступом); – 2 (з виступом); – 3 (із западиною).

Допускається виготовлення плоских приварних фланців із ущільнювальними поверхнями виповнень 4, 5, 8 і 9 (рисунки В.4, В.5 додатку В). Розміри ущільнювальних поверхонь фланців виповнень 4, 5 наведені в таблиці В.1, а виповнень 8, 9 – в таблиці В.2 додатку В.

На рисунку 2.8 представлені фланцеві з’єднання з плоскими приварними фланцями з ущільнювальними поверхнями зі з’єднувальним виступом (з гладкою ущільнювальною поверхнею) і типу “виступзападина”.

а – зі з’єднувальним виступом (з гладкою ущільнювальною поверхнею);

б – типу “виступ-западина”

1 , 2 – фланці; 3 – прокладка; 4 – болт; 5 – гайка; 6 – патрубок

Рисунок 2.8 – Фланцеві з'єднання з плоскими приварними арматурними фланцями

На рисунку 2.9 представлені фланцеві з’єднання з приварними встик фланцями з ущільнювальними поверхнями зі з’єднувальним виступом, типів “виступ-западина”, “шип-паз” і під прокладку овального перерізу.

На рисунку 2.10 представлені фланцеві з’єднання з приварними встик фланцями з ущільнювальною поверхнею під лінзову прокладку.

Фланцеве з’єднання складається з фланців 1 і 2, ущільнювального елементу (прокладки) 3, який встановлюється між ущільнювальними поверхнями фланців і забезпечує його герметичність, болтів (шпильок) 4 та гайок 5.

а зі з’єднувальним виступом; б – типу “виступ-западина”; в – типу “шип-паз”; г – з ущільнювальною поверхнею під прокладку овального перерізу 1, 2 – фланці; 3 – прокладка; 4 – болт (шпилька); 5 – гайка

Рисунок 2.9 – Фланцеве з'єднання з приварними встик фланцями

1, 2 – фланці; 3 – прокладка лінзова; 4 – шпилька; 5 – гайка

Рисунок 2.10 – Фланцеве з'єднання з приварними встик арматурними фланцями і ущільнювальною поверхнею під лінзову прокладку

Приварний встик фланець має конічну втулку і приварюється до труби стиковим швом. Ці фланці застосовуються при більш високих тисках та температурах і при більшій кількості циклів навантаження (понад 2000) ніж плоскі приварні.

Приварні встик арматурні фланці рекомендується застосовувати на номінальний (умовний) тиск PN від 0,1 до 20,0 МПа і при температурі від мінус 253 до плюс 600 ºС.

Приварні встик арматурні фланці за конструкцією підрозділяються на наступні виповнення (рисунки В.7-В.13 додатку В):

– 1 (зі з’єднувальним виступом);

– 2 (з виступом);

– 3 (із западиною);

– 4 (з шипом);

– 5 (з пазом);

– 6 (під лінзову прокладку);

– 7 (під прокладку овального перерізу); – 8 (з шипом під фторопластову прокладку); – 9 (з пазом під фторопластову прокладку).

Конструкцію фланців вибирають залежно від розрахункового тиску і розрахункової температури.

Типи і межі застосування арматурних фланців залежно від умовно-

го проходу, умовного тиску та температури наведені в таблиці 2.2 [20].

Таблиця 2.2 – Типи і межі застосування арматурних фланців

Тип фланця

Тиск номінальний (умовний) PN , МПа

Прохід умовний (номінальний розмір) DN , мм

Розрахункова температура, ºС

Фланці арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів сталеві плоскі приварні

0,25

10-2400

від мінус 70 до плюс 300

0,6

10-1600

1,0

10-1600

1,6

10-1200

2,5

10-800

Фланці арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів сталеві приварні встик

0,25; 0,6

10-1600

від мінус 253

до плюс 600

1,0; 1,6; 2,5

10-1200

4,0; 6,3

10-1200

10,0

10-400

16,0

10-300

20,0

10-250

Форма ущільнювальної поверхні арматурних фланців вибирається залежно від конструкції фланця і групи трубопроводу.

Плоскі приварні фланці з гладкою ущільнювальною поверхнею застосовуються лише для посудин 3, 4 і 5 груп. Для посудин 1 і 2 груп необхідно застосовувати фланці з ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” і “шип-паз”, причому перевагу слід віддавати першим.

Фланці з ущільнювальними поверхнями типу “шип-паз” рекомендуються для прокладок, які необхідно поміщати в замкнутий об’єм (наприклад, з фторопласту), для умов вакууму (абсолютний тиск від 0,05 до 0,001 МПа), а також для герметизації середовищ з високою проникаючою здатністю (водень, гелій, високотемпературні органічні теплоносії).

Трубопроводи залежно від фізико-хімічних властивостей речовин, що транспортуються, підрозділяються на групи, що наведені в таблиці 2.3 [7].

При виборі типу ущільнювальної поверхні фланців трубопроводів слід керуватися таблицею 2.4 [7].

Для трубопроводів груп А і Б технологічних об’єктів I категорії вибухонебезпеки не допускається застосування фланцевих з’єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею за винятком застосування спірально-навитих прокладок.

У фланцевих з’єднаннях вертикальних штуцерів з ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” і “шип-паз” нижні фланці, а також фланці на горизонтальних штуцерах повинні бути, як правило, з ущільнювальними поверхнями типів „западина” або „паз”.

Таблиця 2.3 – Групи технологічних трубопроводів

Група трубопроводу

Речовини, що транспортуються

А

Шкідливі речовини:

а) речовини 1, 2 класів небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76;

б) речовини 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76.

Б

Вибухо- та пожежонебезпечні речовини:

а) горючі гази, у тому числі зріджені вуглеводневі гази;

б) легкозаймисті рідини;

в) горючі рідини.

В

Важкогорючі і негорючі.

Таблиця 2.4 – Вибір типу ущільнювальної поверхні фланців

Група трубопроводу

Тиск номінальний

(умовний)

PN , МПа

Рекомендований тип ущільнювальної поверхні фланців

Всі речовини груп А, Б, В крім А(а) і ВОТ (високотемпературний органічний теплоносій)

2,5

зі з’єднувальним виступом

Всі групи речовин крім ВОТ

> 2,5

“виступ-западина”

Речовини групи А(а)

0,25

зі з’єднувальним виступом

> 0,25

“виступ-западина”

ВОТ

незалежно

“шип-паз”

Фреон, аміак

незалежно

“виступ-западина”

Всі групи речовин при вакуумі

від 0,095 до 0,05 абс.

зі з’єднувальним виступом

від 0,05 до 0,001 абс.

“шип-паз”

Всі групи речовин

6,3

під лінзову прокладку або прокладку овального перерізу

2.4 Конструкції заглушок

Для відглушення отворів штуцерів на апаратах, а також для відглушення трубопроводів при проведенні ремонтних робіт та гідравлічних або пневматичних випробувань застосовуються заглушки.

Сталеві фланцеві заглушки [42] призначені для герметичного закриття отворів штуцерів або бобишок посудин та апаратів на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 16 МПа і при температурі від мінус 70 до плюс 600 °С в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості.

Фланцеві заглушки виготовляють п'яти виповнень:

– виповнення 1 – заглушки зі з’єднувальним виступом на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 4,0 МПа;

– виповнення 2 – заглушки з виступом на номінальний (умовний) тиск PN від 1,0 до 6,3 МПа; – виповнення 3 – заглушки з шипом на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 6,3 МПа;

– виповнення 4 – заглушки під прокладку овального перерізу на номінальний (умовний) тиск PN від 6,3 до 16,0 МПа;

– виповнення 5 – заглушки із западиною на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 4,0 МПа.

Конструкції та розміри заглушок наведені в додатку Г.

2.5 Приклади вибору фланцевих з’єднань

Приклад 1

Підібрати фланцеве з'єднання для трубопроводу водяної пари зі сталі 20 з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 150 мм, що працює під робочим тиском РN 3,5 МПа та температурі середовища плюс 240 °С.

За таблицею 2.2 для заданих номінального тиску та температури приймаємо фланці приварні встик. За таблицею 2.3 для технологічного трубопроводу, який транспортує негорючі речовини, приймаємо групу трубопроводу В. За таблицею 2.4 для трубопроводу групи В при номінальному (умовному ) тиску PN 3,5 МПа приймаємо фланці з ущільнювальними поверхнями типу „виступ-западина”.

Для трубопроводу зі сталі 20 приймаємо матеріал фланця сталь 20. За таблицею 4.2 для сталевих приварних встик фланців зі сталі 20 на умовний тиск від 0,1 до 20,0 МПа приймаємо матеріал болтів стальмарки 35Х і гайок сталь 35.

Конструкції фланців наведені на рисунках 2.11 і 2.12.

Розміри фланця з виступом (виповнення 2 ), зі сталі 20, з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 150 мм, на номінальний (умовний ) тиск PN 4 МПа приймаємо за таблицею В.3 додатку В:

d1 = 145 мм; D=300 мм; D1 =250 мм; D2 =212 мм; D4 =203 мм; Dn =161 мм; Dm =186 мм; b=27 мм; h=3 мм; h2 =3 мм; h4 =68 мм; n=8 мм; d=26 мм; болти М24.

Умовне позначення фланця:

Фланец 2-150-40 ст. 20 ГОСТ 12821-80.

Розміри фланця з западиною (виповнення 3 ), зі сталі 20, з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 150 мм, на номінальний (умовний ) тиск PN 4 МПа приймаємо за таблицею В.3 додатку В:

d1 =145 мм; D=300 мм; D1 =250 мм; D2 =212 мм; D6 =204 мм; Dn =161 мм; Dm =186 мм; b=27 мм; h=3 мм; h2 =3 мм; n=8 мм; h4 =68 мм; d=26 мм; болти та гайки М24.

Рисунок 2.11 – Фланець приварний встик з виступом (виповнення 2 ) Умовне позначення фланця:

Фланец 3-150-40 ст. 20 ГОСТ 12821-80.

За таблицею Д.1 додатку Д при робочих параметрах трубопроводу для насиченої пари приймаємо прокладку з парониту загального призначення (ПОН ).

За таблицею Ж.1 для ущільнювальної поверхні виповнення 1 (зі з’єднувальним виступом ) приймаємо плоску еластичну прокладку виповнення Б (рисунок 2.13 ).

Розміри плоскої еластичної прокладки для фланця з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 150 мм на номінальний (умовний ) тиск PN 4,0 МПа приймаємо за таблицею Ж.4 додатку Ж: D=203 мм; d=161 мм.

Рисунок 2.12 – Фланець приварний встик із западиною (виповнення 3 )

Рисунок 2.13 – Еластична плоска прокладка виповнення Б Умовне позначення плоскої еластичної прокладки виповнення Б з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 150, мм на номінальний (умовний ) тиск PN 4,0 МПа, з парониту загального призначення (ПОН ):

Прокладка Б-150-40-ПОН ГОСТ 15180-86.

Приклад 2

Для посудини 3 групи за ГСТУ 3-17-191-2000 підібрати фланцеве з'єднання штуцера апарата з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 100 мм. Робочий тиск в апараті 0,7 МПа, робоча температура 285 °С. Матеріал корпуса апарата сталь марки 09Г2С. Середовище в апараті 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76.

Матеріал фланця приймаємо як матеріал штуцера – сталь марки 09Г2С.

За таблицею 2.2 для тиску 0,7 МПа при температурі 285 °С приймаємо плоскі приварні фланці на номінальний тиск PN 1,0 МПа.

За таблицею 4.2 для сталевих плоских приварних фланців зі сталі марки 09Г2С при заданих розрахункових тиску та температурі приймаємо матеріал болтів та гайок – сталь марки 14Х17Н2.

За таблицею 2.3 для речовин 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.00776 приймаємо групу трубопроводу А (б ).

За таблицею 2.4 для речовин групи А (б ) при номінальному (умовному ) тиску PN до 2,5 МПа для штуцерів апарата приймаємо фланці зі з’єднувальним виступом (рисунок 2.14 ).

Розміри фланця зі з’єднувальним виступом (виповнення 1 ), зі сталі 09Г2С, з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 100 мм, на номінальний тиск PN 1 МПа приймаємо за таблицею В.1:

dв =110 мм; D=215 мм; D1 =180 мм; D2 =158 мм; b=19 мм; h=3 мм;

n=4 мм; d=18 мм; болти М16.

Умовне позначення фланця штуцера:

Фланец 1-100-10 ст.09Г2С ГОСТ 12820-80.

За таблицею Д.1 додатку Д для сухих нейтральних газів при робочих параметрах для фланців штуцерів апарата приймаємо прокладки з парониту загального призначення ПОН за ГОСТ 481-80.

За таблицею Ж.1 додатку Ж для фланців з ущільнювальною поверхнею зі з’єднувальним виступом (виповнення 1 ) приймаємо прокладку виповнення А.

Розміри плоскої еластичної прокладки для фланця з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 100 мм, на номінальний (умовний ) тиск PN 1,0 МПа приймаємо за таблицею Ж.3 додатку Ж:

D=161 мм; d=106 мм.

Умовне позначення прокладки з номінальним розміром (умовним проходом ) DN 100 мм, на номінальний (умовний ) тиск PN 1 МПа, з парониту загального призначення (ПОН ):

Прокладка А-100-10-ПОН ГОСТ 15180-86.

Рисунок 2.14 – Фланець штуцера апарата

Питання для самоперевірки

1 Вимоги, що пред’являються до фланцевих з’єднань.

2 Класифікації фланцевих з’єднань.

3 Конструкції фланцевих з’єднань посудин та апаратів.

4 Конструкції фланцевих з’єднань арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів.

5 Межи застосування плоских приварних фланців.

6 Межи застосування приварних встик фланців.

7 Вибір ущільнювальних поверхонь.

8 Вибір крипільних виробів.

3 КОНСТРУКЦІЇ ТА МАТЕРІАЛИ ПРОКЛАДОК

ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ

3.1 Загальні вимоги

Ущільнювальний елемент (прокладка), що виготовляється у вигляді кільця і встановлювається між фланцями, повинен відповідати наступним основним вимогам:

– бути достатньо пружним та міцним для сприймання внутрішнього тиску і температурних подовжень;

– бути хімічно стійким в агресивних середовищах;

– бути теплостійким;

– при стисненні заповнювати всі мікронерівності ущільнювальних поверхонь фланців;

– зберігати герметичність з'єднання при пружних деформаціях фланців та болтів (шпильок) від діючих навантажень (для цього матеріал ущільнювального елемента повинен мати пружні властивості);

– зберігати герметичність з'єднання при його тривалій експлуатації в умовах дії корозійних середовищ у всьому можливому діапазоні зміни температури;

– матеріал ущільнювального елементу не повинен бути дефіцитним.

Різні умови роботи прокладок обумовлюють і різноманіття застосованих матеріалів. Прокладки виготовляють:

– неметалевими (фторопласт, поліетилен, поліхлорвініловий пластикат, азбест, пароніт та гума);

– металевими (сталі марок 08, 08Х13, 08Х18Н10Т та ін.);

– комбінованими (азбест у металевому обкладанні з листового металу, полімери в поєднанні з металами).

Для того, щоб при обтисненні прокладка не зменшувала прохідний переріз фланцевого з'єднання, її внутрішній діаметр має бути на декілька міліметрів більше внутрішнього діаметра фланця.

Прокладки з неметалевих пластичних матеріалів, наприклад, з фторопласту, застосовують в з'єднаннях типу “шип-паз”.

3.2 Типи прокладок для фланцевих з'єднань

Залежно від призначення та конструкції фланців у фланцевих з'єднанях застосовуються наступні типи прокладок (рисунок 3.1):

– плоска;

– круглого перерізу; – азбометалева;

– спірально-навита;

– овального перерізу;

– восьмикутного перерізу;

– зубчаста; – лінзова.

а – плоска; б – круглого перерізу, в – азбометалева; г – спірально-навита; д

овального перерізу; е – восьмикутного перерізу; ж – зубчаста; з – лінзова

Рисунок 3.1 – Типи прокладок

Як прокладки для апаратних фланців застосовуються наступні: плоскі, азбометалеві, спірально-навиті, восьмикутного перерізу тощо.

Як прокладки для арматурних фланців застосовуються наступні: плоскі, круглого перерізу, азбометалеві, спірально-навиті, овального та восьмикутного перерізу, лінзові.

Плоскі, азбометалеві та спірально-навиті прокладки застосовуються у фланцевих з'єднаннях з гладкою ущільнуванною поверхнєю, типів „виступ-западина” та „шип-паз”.

Прокладки круглого перерізу застосовуються для фланців з ущільнуванною поверхнєю типу „шип-паз”.

Металеві прокладки овального та восьмикутного перерізу та лінзові застосовуються для фланцевих з'єднань при номінальному (умовному) тиску більш 6,3 МПа. При цьому твердість за Бринелем матеріалу прокладки повинна бути принаймні на 20 одиниць нижче за твердість матеріалу фланців.

Матеріали прокладок рекомендується вибирати за таблицею Д.1 додатку Д залежно від агресивності робочого середовища, температури та тиску [44].

Плоскі прокладки виготовляють завтовшки 1-3 мм з пароніту, гуми, картону, фторопласту та терморозширеного графіту ГРАФЛЕКС.

Пароніт загального призначення марок ПОН і ПОН-1 застосовують при номінальному (умовному) тиску PN до 6,3 МПа і розрахунковій температурі від мінус 182 до плюс 450 °С, а маслобензостійкий марок ПМБ і ПМБ-1 – при PN до 10 МПа і розрахунковій температурі від мінус 182 до плюс 300 °С.

Листову гуму тепло-, морозо-, кислото- та лугостійку марки ТМКЩ застосовують при номінальному (умовному) тиску PN до 1 МПа і температурі від мінус 60 до плюс 80 °С, а атмосферомаслостійку марки АМС і маслобензостійку марки МБС – при розрахунковій температурі від мінус 40 до плюс 80 °С.

Листову гуму виготовляють двох класів:

– 1 – для прокладок на номінальний (умовний) тиск PN >0,1МПа;

– 2 – для прокладок на номінальний (умовний) тиск PN до 0,1 МПа.

За ступенем твердості листову гуму розділяють на:

– м'яку – М;

– середньої твердості – С; – підвищеної твердості – Т.

Прокладковий картон просочений марки А використовують при номінальному (умовному) тиску PN до 16 МПа і розрахунковій температурі від мінус 40 до плюс 120 °С.

Азбестовий картон марок КАП і КАОН-2 застосовують при номінальному (умовному) тиску PN до 6,3 МПа і розрахунковій температурі від мінус 15 до плюс 500 °С.

Фторопласт-4 застосовують при номінальному (умовному) тиску

PN до 2,5 МПа і розрахунковій температурі від мінус 269 до плюс 250 °С для фланцевих з’єднань типу “шип-паз” зі зменшеним зазором.

Ущільнювальні матеріали марок ФУМ-В, ФУМ-Ф та ФУМ-О на основі фторопласту використовують при номінальному (умовному) тиску PN до 6,3 МПа і розрахунковій температурі від мінус 60 до плюс 150 °С.

Матеріал з терморозширеного графіту ГРАФЛЕКС застосовують на номінальний (умовний) тиск PN до 100 МПа та розрахунковій температурі від мінус 200 до плюс 1000 °С для інертних середовищ або вакууму. Температура експлуатації для окислювальних середовищ визначається хімічною стійкістю сталевих частин прокладок.

3.3 Конструкції прокладок для фланцевих з’єднань посудин та апаратів

Конструкції та розміри плоских неметалевих прокладок для апаратних фланців наведені в додатку Е [33]. Стандарт [33] поширюється на прокладки з неметалевих матеріалів до фланців посудин та апаратів за ГОСТ 28759.2-90 і ГОСТ 28759.3-90.

Стандартом передбачаються конструкції прокладок двох виповнень:

– 1 (для фланців з ущільнювальними поверхнями типів “виступзападина” та “шип-паз” виповнень 2-5, 8-10, 12-15 за ГОСТ 28759.2-90 і виповнень 1-12 за ГОСТ 28759.3-90);

– 2 (для фланців з гладкою ущільнювальною поверхнею виповнень 1, 6, 11 за ГОСТ 28759.2-90).

Конструкції та розміри плоских неметалевих прокладок наведені на рисунку Е.1 і в таблиці Е.1 додатку Е.

Товщину прокладок S приймають рівною:

– з гуми – 3 мм;

– з пароніту та картону при внутрішньому діаметрі фланця

D 1400 мм – 2 мм, а при D 1400 мм – 3 мм;

– з фторопласту-4 і фторопластової стрічки – до 3 мм.

Прокладки з фторопласту-4 застосовують для фланців виповнень

2, 3, 7, 8, 12 та 13 за ГОСТ 28759.2-90 і виповнень 3, 4, 7, 8, 11, 12 за ГОСТ 28759.3-90.

Плоскі та гофровані комбіновані прокладки виготовляють завтовшки до 4,5 мм з оболонкою зі сталі, алюмінію або міді та азбестовим сердечником і застосовують при номінальному (умовному тиску PN до 6,3 МПа і температурі від мінус 70 до плюс 425° С.

Конструкція та розміри азбометалевих прокладок для апаратних фланців наведені на рисунку Е.2 і в таблиці Е.2 додатку Е [34]. Стандарт [34] поширюється на азбометалеві прокладки для фланців посудин та апаратів за ГОСТ 28759.3-90.

Матеріал наповнювача прокладок – картон азбестовий за ГОСТ 2850-80 або папір азбестовий за ГОСТ 23779-79.

Матеріал оболонок прокладок, який вибирається у кожному окремому випадку залежно від умов експлуатації, наведений в таблиці Е.3 додатку Е.

Прокладки зубчасті, які виготовляють з металу більш м'якого ніж метал фланців (свинець, алюміній, мідь, сталь тощо), розраховані на робочий тиск до 20 МПа. Робоча температура залежить від властивостей матеріалу прокладки.

Прокладки восьмикутного перерізу [35], що виготовляються зі сталей марок 08кп, 08Х18Н10 і 08Х18Н10Т, застосовують при умовному тиску PN 6,3-16 МПа та температурі від мінус 70 до плюс 540 °С.

Конструкція та розміри металевих прокладок восьмикутного перерізу для апаратних фланців наведені в додатку Е.

Для прокладок масою понад 20 кг на бічній зовнішній поверхні допускається передбачати сліпі отвори з наріззю М10 під рим-болти для полегшення монтажу.

У даний час в світовій практиці для виготовлення високонадійних фланцевих прокладок використовується ущільнювальний матеріал на основі терморозширеного графіту (ТРГ). Ущільнення з ТРГ мають ряд переваг порівняно з іншими видами прокладок.

Ущільнювальний матеріал нового покоління ГРАФЛЕКС на основі ТРГ має високу термо- та хімічну стійкість, високу стисливість і відновлюваність, є екологічно чистим, негорючим, мінімально газопроникним.

Прокладки з ТРГ ГРАФЛЕКС виготовляють наступних типів: – прокладки фланцеві неармовані ГРАФЛЕКС-ПГФ за ТУ 5728016-13267785-99; – прокладки фланцеві армовані ГРАФЛЕКС-ПАГФ за ТУ 5728011-13267785-99; – прокладки фланцеві облицьовані ГРАФЛЕКС-ПОГФ за ТУ 5728012-13267785-99.

Типи, конструкції та розміри прокладок визначаються з урахуванням наступних факторів:

– конструкції фланцевого з'єднання;

– параметрів робочого та навколишнього середовища; – деформації фланців при експлуатації.

Прокладки ГРАФЛЕКС-ПГФ призначаються для герметизації фланцевих з'єднань при температурі від мінус 196 до плюс 800 °С і тиску до 100 МПа.

Прокладки застосовують для пари, води, нафтопродуктів, розчинників, водних розчинів солей.

Прокладки діаметром до 4000 мм виготовляють із:

– графітної стрічки завтовшки 0,3-0,5 мм – витий ущільнювач; – графітового неармованого листа необхідної товщини та густини; – графітної фольги завтовшки 0,5-0,6 мм – шаровий ущільнювач.

Прокладки ГРАФЛЕКС-ПАГФ застосовують для ущільнення

фланцевих з'єднань в хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості. Їх застосовують для пари, води, нафтопродуктів, розчинників, водних розчинів солей. Прокладки стійкі до хімічно агресивних середовищ.

Прокладки ГРАФЛЕКС-ПАГФ виготовляють з графітного армованого листа ГРАФЛЕКС. Армування виконується перфорованою фольгою із корозійностійких марок сталей товщиною 0,1 мм. Графітова фольга типу ГФ-Г застосовується в прокладках типу ГРАФЛЕКС-ПАГФ для устаткування загальнопромислового призначення. Товщина прокладок складає від 1 до 5 мм, зовнішній діаметр прокладок – до 1500 мм.

Конструкція прокладки ПАГФ представлена на рисунку 3.2.

З метою виключення контакту матеріалу прокладки з агресивним середовищем незалежно від її температури або з повітрям при температурі понад 400 °С прокладки оснащуються захисними кільцями (обтюраторами) (рисунки 3.2, 3.3). Обтюратори виготовляють зі сталевої корозійностійкої стрічки.

Рисунок 3.2 – Конструкція прокладки ГРАФЛЕКС-ПАГФ

Армовані графітні прокладки ГРАФЛЕКС-ПАГФ забезпечують надійну герметизацію середовищ у фланцевих з'єднаннях з ущільнювальними поверхнями наступних типів:

– гладкими;

– „виступ-западина”;

– „шип-паз”.

Межі застосування прокладок типу ГРАФЛЕКС-ПАГФ наведені в таблиці 3.1.

а – типу 00 (без обтюратора); б – типу 01 (із внутрішнім обтюратором); в – типу 02 (із зовнішнім обтюратором); г – типу 03 (із внутрішнім та зовнішнім обтюраторами)

Рисунок 3.3 – Типи прокладок ГРАФЛЕКС-ПАГФ

Таблиця 3.1 – Межі застосування прокладок типу ГРАФЛЕКС-ПАГФ

Тип прокладки

Розрахунковий тиск Р , МПа

Розрахункова температура t , °С

Тиск обтиснення,

МПа

Армовані ГРАФЛЕКС-ПАГФ

без захисних кілець

до 20

від мінус 250 до плюс 450

від 5 до 50

Армовані ГРАФЛЕКС-ПАГФ з кількома шарами армуючої фольги

до 20

від мінус 250 до плюс 450

від 5 до 100

Армовані ГРАФЛЕКС-ПАГФ із захисними кільцями

не обмежується, визначається температурною стійкістю металу фланця і захисного кільця

до 100 з обмежувачем стиснення

Прокладки типу ГРАФЛЕКС-ПОГФ застосовують в хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості для герметизації фланцевих з'єднань посудин і трубопроводів при температурі від мінус 190 до плюс 800 °С.

Прокладки типу ГРАФЛЕКС-ПОГФ збираються на сталевій основі з облицюванням гнучкою графітною фольгою. Гнучку графітну фольгу ГРАФЛЕКС типу ТГР-Г застосовують для підприємств загальнопромислового призначення, типу ТРГ-Д – для ядерної енергетики.

Основи прокладок виготовляють з вуглецевої (У) або корозійностійкої сталі (Н), зубчастими або гладкими. Сталева основа – багаторазового застосування. Прокладки виготовляють із зовнішнім діаметром до 2000 мм.

Конструкції сталевих основ прокладок ГРАФЛЕКС-ПОГФ наведені на рисунку 3.4.

а – зубчасте типу 3.1; б – зубчасте із зовнішнім обмежувальним кільцем типу 3.2; в – зубчасте з внутрішнім буртом обмежувача стиснення типу 3.3; г – зубчасте з внутрішнім буртом обмежувача стиснення та обмежувальним кільцем зовнішнім типу 3.4; д – гладке із зовнішнім та внутрішнім буртами обмежувача стиснення

Рисунок 3.4 – Конструкції сталевих основ прокладок ГРАФЛЕКСПОГФ

Прокладки ГРАФЛЕКС-ПОГФ на сталевій зубчастій основі герметизують фланцеве з'єднання за рахунок пружності плакуючих графітних шарів, які дозволяють сприймати задане навантаження за рахунок вибору необхідної густини графіту, при цьому забезпечується тільки легке торкання вершин зубців з металом без пошкодження поверхні фланця.

Прокладка ГРАФЛЕКС-ПОГФ на сталевій зубчастій основі використовується для герметизації фланцевих з'єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею, а також з ущільнювальними поверхнями типів “шиппаз” і “виступ-западина”. Прокладка ГРАФЛЕКС-ПОГФ на сталевій основі з буртами використовується для герметизації фланцевих з'єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею та типу “виступ-западина” (рисунок 3.5).

Межі застосування прокладок типу ГРАФЛЕКС-ПОГФ наведені в таблиці 3.2.

а – фланцеве з'єднання із зубчастою прокладкою та обмежувальним зовніш-

нім кільцем типу 3.2; б – фланцеве з'єднання із зубчастою прокладкою типу 3.1

Рисунок 3.5 – Застосування прокладок типу ГРАФЛЕКС-ПОГФ на сталевій основі

Таблиця 3.2 – Межі застосування прокладок типу ГРАФЛЕКС-ПОГФ

Тип прокладки

Розрахунковий тиск Р , МПа

Розрахункова температура t , °С

Робочі середовища

ГРАФЛЕКСПОГФ на сталевій зубчатій основі

Не обмежується

Для сталевої основи з корозійностійких марок сталей, склад робочих середовищ визначається межею за-

ГРАФЛЕКСПОГФ на сталевій гладкій основі

1,0-2,5

Для гарячого повітря не більше плюс

400 °С, для решти середовищ визначається межею застосування матеріалу ГРАФЛЕКС

стосування матеріалу ГРАФЛЕКС. Сталева основа з вуглецевої сталі допускається лише для нейтральних середовищ при температурі не більше плюс 300 °С

Спірально-навиті прокладки (СНП) призначаються для ущільнення фланцевих з'єднань типів “виступ-западина” і “шип-паз” посудин та апаратів в хімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості.

Залежно від конструкції спірально-навиті прокладки підрозділя-

ються на типи, що наведені на рисунку 3.6.

СНП складається з двох спірально-навитих поперемінних стрічок:

з корозійностійкої сталі 1 та спеціального наповнювача 2 . При необхідності прокладки можуть мати обмежувальні кільця 3 і 4 .

Спірально-навиті прокладки типу А призначені для фланцевих з'єднань з ущільнювальною поверхнею типу “шип-паз”, прокладки типів Б і В – для фланцевих з'єднань з ущільнювальною поверхнею типу “виступ-западина”, прокладки типів Г і Д – для фланцевих з'єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею.

Спірально-навиті прокладки виготовляють з каркасом зі сталевої стрічки марок 12Х18Н10Т або 10Х17Н13М2Т з наповнювачем з пароніту, фторопластової плівки або графітної фольги із зовнішнім діаметром до 1100 мм. Їх застосовують при номінальному (умовному) тиску PN до 10 МПа.

Переваги таких прокладок: можливість багатократного використання, здатність протистояти ударам, вібраціям, перепадам тиску та температури. За формою перерізу всі типи СНП виготовляються V-образного профілю.

Товщина прокладок типа СНП по металевому каркасу складає 3,2 і 4,5 мм. Як каркас застосовується сталева корозійностійка стрічка завтовшки 0,20 і 0,25 мм.

а – основних типів А і Б (без обмежувальних кілець); б – типу В (із зовнішнім обмежувальним кільцем); в – типу Г (з внутрішнім обмежувальним кільцем); г – типу Д (з внутрішнім та зовнішнім обмежувальними кільцями)

1 – стрічка металева; 2 – стрічка наповнювача; 3 – зовнішнє кільце; 4 – внутрішнє кільце

Рисунок 3.6 – Типи спірально-навитих прокладок

Вибір матеріалу наповнювача залежно від умов експлуатації необхідно проводити за таблицею 3.3.

Таблиця 3.3 – Межі застосування спірально-навитих прокладок

Наповнювач

Умови експлуатації

Матеріал

Тип

Робоче середовище

Температура, °С

Тиск,

МПа

Пароніт температуростійкий марок:

ТП-1 за ТУ 38.114202-81;

ТП-1р за ТУ 38 114285-83

1

Неагресивні середовища: пара, вода, сухі гази, важкі нафтопродукти та ін.

до плюс 450

до

25,0

Пароніт кислотостійкий марки ПК за ГОСТ 481-80

2

Агресивні середовища: кислоти, луги, окислювачі, продукти нафтопереробки, нітрозні та інші агресивні гази

до плюс 250

до 1,6

Графітна фольга типу

“Графлекс” за ТУ 57-1-1326778-92

3

Агресивні середовища: кислоти, луги, розчинники, продукти нафтогазопереробки

від мінус 200 до плюс 500

до

25,0

Хромова кислота масовою концентрацією до 100 г/дм3

до плюс 250

Азотна кислота масовою концентрацією 100 г/дм3

до плюс 85

4

Неагресивні середовища: пара, сухі гази, важкі нафтопродукти

до плюс 600

Плівка фторопластова захисна марки Ф-4МБ-В ТУ 6-05-05-248-84

5

Агресивні середовища: кислоти та луги будь-якої концентрації, розчинники

від мінус

196 до плюс 200

до

25,0

Примітка – Графітна фольга “Графлекс” нестійка до концентрованої азотної кислоти, висококонцентрованої сірчаної кислоти, хрому (VI), розчинам перманганатів, розплавам лужних і лужноземельних металів.

Товщина внутрішніх та зовнішніх обмежувальних кілець дорівнює

2,4 і 3,0 мм.

Товщина наповнювача складає:

– з пароніту марки ТП за ТУ 38.114202-81 – 0,6 мм;

– з пароніту марки ТП за ТУ 38.114285-83 – 0,6 мм;

– з пароніту марки ПК за ГОСТ 481-80– 0,6 мм;

– з плівки фторопластової захисної марки Ф-4МБ – за ТУ 6-0505-242-84В – 0,4 мм;

– графітної фольги типу “Графлекс” за ТУ 57-1-1326778-92 – 0,6 мм. Внутрішні обмежувальні кільця виготовляють зі сталей марок не схильних до міжкристалічної корозії: 12Х18Н10Т, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 10XI7HI3M2T, 10Х17Н13МЗТ та ін.

Зовнішні обмежувальні кільця виготовляють з вуглецевої сталі марок 20, 35, 40 при температурі робочого середовища до плюс 300 °С або з корозійностійких сталей при температурі робочого середовища понад плюс 300 °С.

Конструкція та розміри прокладок для фланців посудин та апаратів з ущільнювальними поверхнями типу „шип-паз” наведені на рисунку Е.4 і в таблиці Е.6 (додаток Е).

Конструкція та розміри прокладок для фланців посудин та апаратів з ущільнювальними поверхнями типу „виступ-западина” наведені на рисунку Е.5 і в таблиці Е.7 (додаток Е).

3.4 Конструкції прокладок для арматурних фланцевих з’єднань

Плоскі еластичні прокладки для арматурних фланців за ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 12822-80 виготовляються за стандартом [25].

Стандартом передбачені конструкції прокладок наступних виповнень (таблиця Ж.1 додатку Ж):

– А (для фланців зі з’єднувальним виступом виповнення 1 за

ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 12822-80);

– Б (для фланцевих з’єднань із ущільнювальними поверхнями типу “виступ-западина” виповнень 2, 3 за ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 12822-80);

– В (для фланцевих з’єднань із ущільнювальними поверхнями типу “шип-паз” виповнень 4, 5 за ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 12822-80);

– Г (для фланцевих з’єднань із ущільнювальними поверхнями типу “шип-паз” виповнень 8, 9 за ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 12822-80 під прокладки з фторопласту-4 і ущільнювального матеріалу на основі фторопласту);

– Д (для фланців виповнень 1, 5 за ГОСТ 12820-80 - ГОСТ 1282280 для прокладок з пластини гумової листової).

Виповнення прокладок та межі їх застосування залежно від умовного проходу та умовного тиску наведені в таблицах Ж.1-Ж.2 додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок наведені на рисунках Ж.1-Ж.3 і в таблицях Ж.3-Ж.8 додатку Ж.

Прокладки круглого перерізу виготовляють переважно з гуми, а також із ущільнювального матеріалу на основі фторопласту марок ФУМ-В, ФУМ-Ф і ФУМ-О (рисунок Ж.3, таблиця Ж.7 додатку Ж). Гумові прокладки застосовують в апаратах, що працюють під вакуумом та розрахунковій температурі до плюс 80 °С. Прокладки з фторопластового ущільнювального матеріалу використовують при номінальному (умовному) тиску PN до 6,3 МПа та розрахунковій температурі від мінус 60 до плюс 150 °С.

Плоскі (тип 1 ) і гофровані (тип 2 ) комбіновані прокладки виготовляють завтовшки до 2,4 мм в оболонці зі сталі, алюмінію або міді та азбестовим сердечником і застосовують при номінальному (умовному) тиску PN 1,0-6,3 МПа та розрахунковій температурі від мінус 70 до плюс 475 °С [39].

Стандарт [39] розповсюджується на плоскі азбометалеві прокладки типу 1 для фланців на умовний прохід (номінальний розмір) DN 10-600 мм і гофровані типу 2 – на умовний прохід (номінальний розмір) DN 10-300 мм.

Конструкція та розміри прокладок наведені на рисунках Ж.4, Ж.5 і в таблицях Ж.9, Ж.10 додатку Ж.

Матеріал наповнювача прокладок – картон азбестовий за ГОСТ 2850-80 або папір азбестовий за ГОСТ 23779-79.

Матеріал оболонок прокладок вибирається у кожному окремому випадку залежно від умов експлуатації і наводиться в таблиці Ж.11 додатку Ж.

Спірально-навиті прокладки (СНП) [38] призначені для ущільнення фланцевих з’єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею типів “виступ-западина” і “шип-паз”.

Спірально-навиті прокладки типу А призначені для фланцевих з’єднань типу “шип-паз”, прокладки типів Б і В – для фланцевих з’єднань типу “виступ-западина”, прокладки типів Г і Д – для фланцевих з'єднань із з’єднувальним виступом (з гладкою ущільнювальною поверхнею).

Вибір матеріалу наповнювача залежно від умов експлуатації необхідно проводити за таблицею 3.3.

Основні розміри прокладок типу СНП наведені в додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок для ущільнювальних поверхонь типу “шип-паз” (типу А) наведені на рисунку Ж.6 і в таблиці Ж.12 додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок для ущільнювальних поверхонь типу “виступ-западина” (типу Б) наведені на рисунку Ж.6 і в таблиці Ж.13 додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок для ущільнювальних поверхонь типу “виступ-западина” (типу В) наведені на рисунку Ж.7 і в таблиці Ж.14 додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок для гладких ущільнювальних поверхонь (типу Г) наведені на рисунку Ж.8 і в таблиці Ж.15 додатку Ж.

Конструкція та розміри прокладок для гладких ущільнювальних поверхонь (типу Д) наведені на рисунку Ж.9 і в таблиці Ж.16 додатку Ж.

Прокладки зубчасті виготовляють з металу більш м’якого ніж метал фланців (свинець, алюміній, мідь, сталь) і розраховані на робочий тиск до 20 МПа. Допустима температура застосування прокладок залежить від властивостей матеріалів, з якіх вони виготовляються.

Прокладки овального перерізу [43], які виготовляють зі сталей марок 08кп, 08Х13, 08Х18Н10 і 08Х18Н10Т, застосовують при номінальному (умовному) тиску PN понад 6,3 МПа і розрахунковій температурі від мінус 70 до плюс 540 °С.

Конструкція та розміри металевих прокладок овального та восьмикутного перерізу для арматурних фланців наведені в додатку Ж.

Лінзові прокладки [17] застосовують у фланцевих з’єднаннях з приварними встик фланцями при номінальному (умовному) тиску PN понад 6,3 МПа.

Типи та виповнення лінз наведені в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4 – Типи і виповнення лінз

Тип

Виповнення

Конструкція

Ж

1

Лінза жорстка без бурта

2

Лінза жорстка з буртом

К

1

Лінза компенсувальна на номінальний (умовний) тиск PN до 5,0 МПа

2

Лінза компенсувальна на номінальний (умовний) тиск PN до 100 МПа

Лінзи типу Ж застосовують при температурі до плюс 400 °С, лінзи типу К – при температурі понад 400 °С.

Жорстка лінза без бурта (рисунок 3.7) представляє собою металеве кільце з двома торцевими шаровими поверхнями, які торкаються конічних поверхонь на торцях ущільнюваних труб (рисунок 2.10).

Рисунок 3.7 – Жорстка лінза без бурта (тип Ж, виповнення 1)

Лінзи з буртом (тип Ж, виповнення 2) виготовляють зі сталей підвищеної міцності і застосовують при номінальному (умовному) тиску від 40 до 63 МПа. Конструкція жорсткої лінзи з буртом наведена на рисунку 3.8.

Рисунок 3.8 – Жорстка лінза з буртом (тип Ж, виповнення 2)

Конструкція компенсувальної лінзи наведена на рисунку 3.9.

1 – лінза; 2 – вставне кільце

Рисунок 3.9 – Компенсувальна лінза (типу К)

Компенсувальна лінза складається безпосередньо з лінзи 1 з проточкою усередині, у якій розміщується розріне вставне кільце 2 . Проточка сприяє збільшенню гнучкості лінзи та її здатності до самоущільнювання. Компенсувальні лінзи та вставні кільця виготовляють зі сталей однакових марок. Твердість вставних кілець має відповідати твердості сталі у відпаленому стані.

Застосування лінзових прокладок залежно від розрахунковій температури, номінального (умовного) тиску і марок сталей труб та деталей трубопроводів наведено в таблиці 3.5.


Таблиця 3.5 – Характеристики лінзових прокладок

Тип і виповнення лінзи для номінальних розмірів (умовних проходів) DN , мм

Марка сталі лінзи

Граничні параметри застосування

Марка сталі труб і деталей трубопроводів

6-32

40-200

Розрахункова температура, ºС

Номінальний (умовний) тиск PN , МПа

Ж1

Ж1

Сталь 20

ГОСТ 1050-88

від мінус 40 до плюс 200

20-32

Сталь 20

40-63

15ГС, 14ХГС

Ж2

14ХГС

ГОСТ 19281-89

від мінус 50 до плюс 200

Ж1

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

08Х18Н15М3Т ГОСТ 5632-72

20-32

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т,

08Х17Н15М3Т

Ж2

40

К1

від мінус 50 до плюс 400

20-40

Ж1

15ХМ ГОСТ 4543-71

18Х3МВ,

20Х2М,

30ХМА,

22Х3М

Ж2

30ХМА ГОСТ 4543-71

50-80

18Х3МВ, 20Х3МВФ

ГОСТ 20072-74

20-50

20Х3МВФ

Ж1 при Т≤400 ºС К2 при Т>400 ºС

від мінус 50 до плюс 510

Ж2 при Т≤400 ºС

К2 при Т>400 ºС

63-100


Конструкції та розміри лінз наведені на рисунках Ж.12-Ж.15 і в таблицях Ж.19-Ж.22 додатку Ж.

Питання для самоперевірки

1 Вимоги, що пред’являються до ущільнювальних елементів.

2 Типи прокладок фланцевих з’єднань.

3 Матеріали прокладок фланцевих з’єднань.

4 Конструкції спірально-навитих прокладок.

5 Конструкції металевих прокладок.

43

4 ВИБІР КРІПИЛЬНИХ ВИРОБІВ ДЛЯ ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ

Матеріал кріпильних виробів для апаратних фланців вибирають залежно від матеріалу фланців, розрахункової температури, умовного тиску та внутрішнього діаметра фланця за таблицею 4.1 [32].

Матеріал кріпильних виробів для фланців штуцерів слід вибирати залежно від типу і матеріалу фланців, розрахункової температури та умовного (номінального) тиску за таблицею 4.2 [21].

Для фланців на умовний тиск PN до 1,6 МПа і при температурі до 300 °С застосовують болти з шестигранною голівкою за ГОСТ 7798-70 [12] або шпильки за ГОСТ 22042-76 [27] і шестигранні гайки за ГОСТ 5915-70 [11], а на умовний тиск PN 2,5 МПа та більше і при температурі понад 300 °С і нижче мінус 40 °С – шпильки за ГОСТ 9066-75 [15] і ГОСТ 22042-76, гайки за ГОСТ 9064-75 [13] і ГОСТ 5915-70.

Позначення класів міцності болтів і шпильок залежно від матеріалу наведено в таблиці 4.3.

Позначення класу міцності болтів і шпильок складається з двох цифр:

– перша відповідає 1/100 номінального значення тимчасового опору розриву в Н/мм2 ;

– друга відповідає 1/10 відношення номінального значення межи текучості до тимчасового опору в процентах.

Добуток з двох цифр відповідає 1/10 номінального значення межи текучості в Н/мм2 .

Клас міцності гайок позначається цифрою, яка показує найбільший клас міцності болтів або шпильок, з якими вони можуть сполучатися у з’єднанні. Позначення класів міцності гайок наведено в таблиці 4.4.

Конструкція та розміри болтів з шестигранною голівкою наведені на рисунку И.1 і в таблицях И.1, И.2 додатку И. Маса болтів наведена в таблиці И.3. Конструкція і розміри гайок наведені на рисунку И.2 і в таблиці И.4. Маса гайок наведена в таблиці И.5. Конструкція і розміри шпильок з двома однаковими по довжині нарізними кінцями для деталей з гладкими отворами наведені на рисунку И.3 і в таблицях И.6, И.7. Маса шпильок наведена в таблицях И.8, И.9.

44



Таблиця 4.1 – Вибір матеріалів кріпільних виробів для фланцевих з'єднань посудин та апаратів

Тип

Марки сталі кріплення

Максимальні параметри

фланця

кріпильної деталі

для фланців з вуглецевих і легованих* марок сталей

для фланців з аустенітних сталей

температура, °С

умовний тиск РN , МПа

внутрішній діаметр фланця

D , мм

ГОСТ

28759.2 -90

ГОСТ

28759.3-90

Болти

ГОСТ 7798-

70

Шпильки

ГОСТ

22032-76

35, 40, 45

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т, 45Х14Н14В2М,

31Х19Н9МВБТ

від мінус 40 до плюс 300

0,3

до 3600

0,6

до 1500

1,0

1,6

до 800

35Х, 38ХА, 40Х, 30ХМА

37Х12Н8Г8МБФ

0,3

від 3800 до 4000

0,6

від 1600 до 3200

1,0

1,6

від 900 до 3200

Гайки ГОСТ 5915-

70

25, 30, 35, 40

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т

0,3-1,6

у межах

ГОСТ 28759.290

ГОСТ

28759.390** ГОСТ

28759.4-90

Шпильки***

ГОСТ 9066-

75 або

ГОСТ

22042-76

35Х, 38ХА, 40Х, 30ХМА

-

від мінус 40 до плюс 400*

0,6-16

у межах

ГОСТ 28759.3-

90 і ГОСТ

28759.4-90

-

37Х12Н8Г8МБФ

від мінус 40 до плюс 450

25Х1М1Ф

25Х2М1Ф

20Х1М1Ф1БР

-

від мінус 40 до плюс 540

-

08Х14Н20В2ТР

08Х15Н24В4ТР

від мінус 70 до плюс 540

20ХН3А

-

від мінус 70 до плюс 425


Закінчення таблиці 4.1

Тип

Марки сталі кріплення

Максимальні параметри

фланця

кріплення

для фланців з вуглецевих і легованих* сталей

для фланців з аустенітних сталей

температура °С

умовний тиск PN , МПа

внутрішній діаметр фланця

D , мм

ГОСТ

28759.390

ГОСТ

28759.490

Гайки

ГОСТ 9064-

75

ГОСТ 5915-

70 Шайбы*4

ГОСТ 9065-

75

35, 40

-

від мінус 40 до плюс 400

1,0-16

у межах

ГОСТ 28759.3-

90 і ГОСТ

28759.4-90

-

37Х12Н8Г8МБФ

від мінус 40 до плюс 450

40Х, 30ХМА 25Х1МФ

-

від мінус 40 до плюс 510

-

45Х14Н14В2М

12Х18Н10Т

від мінус 70 до плюс 540

20ХН3А, 10Г2

-

від мінус 40 до мінус 70

*Для фланців зі сталей марок 15ХМ і 15Х5М до плюс 300 °С.

**Допускається застосування марок сталей 35, 40, 45 і 12Х18Н10Т на номінальний (умовний) тиск PN = 1,0-1,6 МПа при D 800мм, на номінальний (умовний) тиск РN 2,5 МПа – при D 600 мм.

***При температурі понад 300 °С застосовувати шпильки з проточкою або повністю нарізні. *4 Для фланців на PN > 6,3 МПа.


Таблиця 4.2 – Вибір матеріалів крипільних виробів для арматурних фланців

Тип фланця

Параметри середовища

Марка сталі

тиск номінальний

(умовний) PN , МПа

розрахункова температура, °С

фланця

болта (шпильки)

гайки

Сталевий плоский приварний за ГОСТ 12820-80

від 0,1 до 2,5

від мінус 30 до плюс 300

Ст3сп не нижче 2-й категорії за ГОСТ 380-88

Сталі 20, 25, 35 за ГОСТ 1050-88

Сталі 10, 20, 25 за ГОСТ 1050-88

20Х13 за ГОСТ 5632-72

від мінус 70 до плюс 300

09Г2С за ГОСТ 19282-89 10Г2 за ГОСТ 4543-71

14Х17Н2 за ГОСТ 5632-72

від мінус 30 до плюс 300

Стали 20, 25 за ГОСТ 1050-88

Сталі 20, 25, 35 за ГОСТ 1050-88

Сталі 10, 20, 25 за ГОСТ 1050-88

20Х13 за ГОСТ 5632-72

від мінус 40 до плюс 300

15ХМ за ГОСТ 4543-71

30ХМА за ГОСТ 4543-71

35Х за ГОСТ 4543-71

12Х18Н9Т за ГОСТ 5632-72

20Х13 за ГОСТ 5632-72

Сталевий приварний встик за ГОСТ 12821-80

від мінус30 до плюс 300

Ст3сп не нижче 2-й категорії за ГОСТ 380-88

Сталі 20, 25, 35 за ГОСТ 1050-88

Сталі 10, 20, 25 за ГОСТ 1050-88

від 0,1 до 10,0

від мінус 40 до плюс 425

Сталі 20, 25 за ГОСТ 1050-88

Сталь 35 за ГОСТ 1050-88

Сталі 20, 25 за ГОСТ 1050-88

від 0,1 до 20,0

20Х13 за ГОСТ 5632-72

35Х за ГОСТ 4543-

71

Сталь 35 за ГОСТ 1050-88

від мінус 30 до 450

30ХМА за ГОСТ 4543-71

35Х за ГОСТ 4543-71


Продовження таблиці 4.2

Тип фланця

Параметри середовища

Марка матеріалу

тиск номінальний (умовний) PN , МПа

розрахункова температура, °С

фланця

болта (шпильки)

гайки

Сталевий при- варний встик за ГОСТ 12821-80

від 0,1 до 20,0

від мінус 40 до плюс 450

15ХМ за ГОСТ 4543-71

20Х13 за ГОСТ 5632-72

30ХМА за ГОСТ 4543-71

Сталь 35 за ГОСТ 1050-88

від мінус 40 до плюс 300

15Х18Н12С4ТЮ за ГОСТ 5632-72

20Х13 за ГОСТ 5632-72

від мінус 70 до плюс 300

45Х14Н14В2М за ГОСТ 5632-72

12Х18Н9Т за ГОСТ 5632-72

від мінус 70 до плюс 350

09Г2С за ГОСТ 19282-89

10Г2 за ГОСТ 4543-71

14Х17Н2 за ГОСТ 5632-72

від мінус 40 до плюс 400

06ХР28МДТ

за ГОСТ 5632-72

20Х13 за ГОСТ 5632-72

від мінус 70 до плюс 400

45Х14Н14В2М за ГОСТ 5632-72

12Х18Н9Т за ГОСТ 5632-72

від мінус 40 до плюс 450

12Х18Н9Т

10Х17Н13М3Т за ГОСТ 5632-72

20Х13 за ГОСТ 5632-72

від мінус 40 до плюс 510

15Х5М за ГОСТ 5632-72

25Х1МФ за ГОСТ 20072-74

30ХМА за ГОСТ 4543-71

від мінус 80 до плюс 600

12Х18Н9Т за ГОСТ 5632-72

45Х14Н14В2М за

ГОСТ 5632-72

12Х18Н9Т за

ГОСТ 5632-72

від мінус 253 до плюс 600

10Х17Н13М3Т) за ГОСТ 5632-72

10Х17Н13М3Т за

ГОСТ 5632-72

10Х17Н13М3Т за

ГОСТ 5632-72


Закінчення таблиці 4.2

Тип фланця

Параметри середовища

Марка матеріалу

тиск номінальний (умовний) PN , МПа

розрахункова температура, °С

фланця

болта (шпильки)

гайки

Сталевий вільний на привар-

ному кільці за ГОСТ 12822-80

від 0,1 до 2,5

від мінус 30 до плюс 300

Ст3сп не нижче

2-й категорії за ДСТУ 2651-94

Стали 20, 25, 35 за ГОСТ 1050-88

Стали 10, 20, 25 за ГОСТ 1050-88

20Х13 за ГОСТ 5632-72


Таблиця 4.3 – Класи міцності болтів (шпильок)

Клас міцності, група

Матеріал і обробка

Марки сталей

3.6

Вуглецеві сталі

10, 10кп ГОСТ 10702-78

4.6

20 ГОСТ 1050-88

4.8

10, 10кп ГОСТ 10702-78

5.6

30,35 ГОСТ 1050-88

5.8

10, 10кп, 20, 20кп ГОСТ 10702-78

6.6

35, 45, 40Г ГОСТ 1050-88

6.8

20, 20кп ГОСТ 1050-88

8.8

Вуглецеві сталі без добавок і з добавками хрому, марганцю, загартовані та відпущені

35, 45Г ГОСТ 1050-88,

35Х, 38ХА ГОСТ 4543-71

9.8

10.9

Вуглецеві сталі без добавок і з добавками хрому, марганцю, леговані, загартовані та відпущені

40Г2, 40Х, 30ХГСА,

16ХСН ГОСТ 4543-71

12.9

Легована сталь, загартована та відпущена

35ХГСА ГОСТ 4543-71

21

Корозійностійкі, жароміцні, жаростійкі та теплостійкі сталі

12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 06ХН28МДТ ГОСТ 5632-72

22

12Х13, 08Х21Н6М2Т

ГОСТ 5632-72

23

20Х13, 14Х17Н2 ГОСТ 5632-72

24

10Х11Н23Т3МР

ГОСТ 5632-72

25

13Х11Н2В2МФ ГОСТ 5632-72,

25Х1МФ, 25Х2МФ,

20Х1М1Ф1ТР ГОСТ 20072-74

26

07Х16Н6 ГОСТ 5632-72

Таблиця 4.4 – Класи міцності гайок

Клас міцності гайки

З’єднанні болти або шпильки

Марки сталей гайок

Клас міцності

Діаметр нарізі d

4

3.6; 4.6; 4.8

понад М16

Ст3кп3, Ст3сп3 ДСТУ 20 ГОСТ 1054-88

Продовження таблиці 4.4

Клас міцності гайки

З’єднанні болти або шпильки

Марки сталей гайок

Клас міцності

Діаметр нарізі d

5

3.6; 4.6; 4.8

до М16

10, 10кп ГОСТ 10702-78

5.6; 5.8

до М48

20 ГОСТ 1050-88

6

6.8

10, 10кп, 15, 15кп ГОСТ 10702-78

8

8.8

20, 20кп ГОСТ 1050-88

9

8.8

понад М16 до М48

9.8

до М16

35 ГОСТ 1050-88

10

10.9

до М48

35Х, 38ХА, 16ХСН

ГОСТ 4543-71

12

12.9

21

21

12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 06ХН28МДТ ГОСТ 5632-72

22

22

12Х13, 08Х21Н6М2Т

ГОСТ 5632-72

23

23

20Х13, 14Х17Н2

ГОСТ 5632-72

24

24

10Х11Н23Т3МР

ГОСТ 5632-72

25

25

13Х11Н2В2МФ ГОСТ 5632-72,

25Х1МФ, 25Х2МФ,

20Х1М1Ф1ТР ГОСТ 20072-74

26

26

07Х16Н6 ГОСТ 5632-72

Шпильки двосторонні за ГОСТ 9066-75 для фланцевих з’єднань арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів, приладів, посудин та апаратів з температурою середовища від 0 до 650 °С і номінальним (умовним) тиском PN не менше 4 МПа застосовують двох типів:

– А (шпилька суцільна із однаковими номінальними діаметрами нарізі та гладкої частини, з температурою, яка менше або дорівнює 300 °С);

– Б (шпилька суцільна з номінальними діаметрами нарізі більше номінального діаметра гладкої частини, з температурою понад 300 °С).

Конструкція та розміри шпильок за ГОСТ 9066-75 наведені на рисунку И.4 і в таблицях И.10, И.11 додатку И, маса шпильок наведена в таблицях И.12, И.13. Конструкція і розміри гайок за ГОСТ 9064-75 наведені на рисунку И.5 і таблиці И.14.

Маса гайок наведена в таблиці И.15.

Конструкція та розміри шайб за ГОСТ 9065-75 [14] наведені на рисунку И.6 і таблиці И.16. Маса шайб наведена в таблиці И.17.

Вибір матеріалів кріпильних деталей для фланцевих з’єднань з температурою середовища від 0 до 650 °С і умовним тиском PN не менше 4 МПа наведений в таблиці 4.5

Таблиця 4.5 – Матеріали для кріпильних деталей [26]

Марка сталі

Шпильки

Гайки

Шайби

Температура середовища, °С

Тиск умовний PN , МПа

Температура середовища, °С

Тиск умовний PN , МПа

Температура середовища, °С

Тиск умовний PN , МПа

Ст3сп3

-

-

-

-

до 350

4-10

10

до 450

20

до 400

4-10

25

-

-

30, 35, 40

до 425

4-10

до 425

4-20

45

до 450

не обмежений

35Х, 40Х

4-20

до 450

-

-

30ХМА, 35ХМ

до 450

не обмежений

до 510

не обмежений

20Х13

до 450

не обмежений

15ХМ

-

-

-

-

до 540

25Х1МФ

до 510

не обмежений

до 540

не обмежений

-

-

1Х12Н2ВМФ

25Х2М1Ф

до 535

до 565

15Х11МФ

до 560

до 560

до 580

не обмежений

20Х12ВНМФ

18Х11МНФБ

18Х12ВМБФР

12Х1МФ

-

-

-

-

до 570

20Х1М1Ф1ТР

до 580

не обмежений

до 580

не обмежений

-

-

20Х1М1Ф1БР

08Х16Н13М2Б

до 625

до 625

до 650

не обмежений

31Х19Н9МВБТ

-

-

ХН35ВТ

до 650

до 650

10Х11Н22Т3МР

12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т

-

-

-

-

до 650

не обмежений

Сталі для виготовлення шпильок, гайок та шайб розподіляються по якості на чотирі категорії:

– категорія І – сталі звичайної якості, які застосовуються для виготовлення кріпильних виробів на номінальний (умовний) тиск РN менше

1,6 МПа і температуру менше 200 °С;

– категорія ІІ – якісні вуглецеві сталі, які застосовуються для виготовлення шпильок і гайок з номінальним діаметром нарізі до 48 мм при робочий температурі до 300 °С та шайб всіх розмірів;

– категор виготовлення ія ІІІ – якісні вуглецеві сталі у поліпшеному стані для виготовлення шпильок і гайок усіх розмірів при робочий температурі до 425 °С у випадках, якщо температура відпуску вище ціеї температури не менш ніж на 100 °С;

– категорія ІV – теплостійкі, жароміцні леговані сталі у термічно обробленому стані, що застосовуються для виготовлення шпильок, гайок та шайб всіх розмірів при робочий температурі, яка не перевищує температуру середовища у випадках, якщо температура відпуску вище ціеї температури не менш ніж на 100 °С.

Розподіл сталей для кріпильних деталей за якістю на категорії наведений в таблиці 4.6.

Таблиця 4.6 – Розподіл сталей для кріпильних деталей за якістю на категорії

Категорія

Призначення

Марки сталей

І

Сталь звичайної якості для кріпільних виробів

Ст3

ІІ

Якісна вуглецева сталь для шпильок і гайок з діаметром нарізі до 48 мм

20, 25, 30, 35, 40, 45

ІІІ

Якісна вуглецева сталь у поліпшеному стані для шпильок і гайок усіх розмірів

20, 25, 30, 35, 40, 45

ІV

Теплостійка, жаростійка легована сталь в термічно обробленому стані для шпильок, гайок та шайб усіх розмірів

35Х, 40Х, 30ХМА, 35ХМ, 25Х1МФ,

25Х2М1Ф, 20Х1М1Ф1ТР,

20Х1М1Ф1БР, 20Х13, 15Х11МФ,

1Х12Н2ВМФ, 20Х12ВНМФ,

18Х12ВМБФР, 18Х11МНФБ,

08Х16Н13М2Б, 10Х11Н22Т3МР,

31Х19Н9МВБТ, ХН35ВТ

Для фланцевих з’єднань з лінзовими ущільненнями застосовують шпильки за ГОСТ 10494-80 [18]. В таблиці 4.7 наведені граничні параметри застосування шпильок залежно від матеріалу. Граничні параметри застосування гайок залежно від матеріалу наведені в таблиці 4.8.

Таблиця 4.7 – Граничні параметри застосування шпильок залежно від матеріалу

Марка сталі

Позначення стандарту

Граничні параметри застосування

Температура розрахункова, ºС

Тиск номінальний (умовний)

PN , МПа

35Х, 38Х, 40Х

ГОСТ 4543-71

від мінус 50 до плюс 200

63

35ХМ, 30ХМА, 40ХФА

від мінус 50 до плюс 400

80

25Х1МФ,

25Х2М1Ф

ГОСТ 20072-74

від мінус 50 до плюс 510

100

Таблиця 4.8 – Граничні параметри застосування гайок залежно від матеріалу

Марка сталі

Позначення стандарту

Граничні параметри застосування

Температура розрахункова, С

Тиск номінальний (умовний)

PN , МПа

30Х

ГОСТ 4543-71

от мінус 50 до плюс 200

63

35Х, 38ХА, 40Х

от мінус 50 до плюс 400

80

30ХМА, 35ХМ

от мінус 50 до плюс 510

100

25Х1МФ

ГОСТ 20072-74

Конструкція та розміри шпильок для фланцевих з’єднань з лінзовими ущільненнями наведені на рисунку И.7 і в таблиці И.18 додатку И. Маса шпильок наведена в таблицях И.19 і И.20. Конструкція, розміри та маса гайок для фланцевих з’єднань з лінзовими ущільненнями наведені на рисунку И.8 і в таблиці И.21.

Порівняно з болтами шпильки забезпечують більш рівномірний розподіл напружин. Крім того, шпильки можна встановлювати у важкодоступних місцях. При розрахунковій температурі понад 300 °С слід застосовувати шпильки з проточкою або повністю нарізні.

Шайби у фланцевих з’єднаннях застосовують при умовному (номінальному) тиску PN 4 МПа і більше. Їх підкладають під голівки гайок для більш рівномірного розподілення тиску та запобігання поверхонь фланців від зминання.

Коефіцієнт лінійного розширення матеріалу болтів (шпильок) не повинен відрізнятися від коефіцієнта лінійного розширення матеріалів фланців більш ніж на 10 %.

Допускається застосовувати матеріали болтів (шпильок) з коефіцієнтами лінійного розширення відмінними від коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів фланців більш ніж на 10 % в наступних випадках:

– у разі обґрунтовування розрахунком на міцність;

– при розрахунковій температурі фланця не більше 100 °С.

Гайки та болти (шпильки) повинні виготовлятися зі сталей різних марок, а при виготовленні їх зі сталі однієї марки – з різною твердістю. При цьому твердість гайки повинна бути нижче за твердість болта (шпильки) не менше ніж на 15 НВ.

Допускається застосовувати гайок зі сталей перлітового класу на болтах (шпильках), які виготовляються із аустенітних сталей.

У разі виготовлення кріпильних деталей холодною деформацією вони повинні піддаватися термічній обробці – відпуску.

Види покриття болтів, шпильок, гайок та шайб наведені в таблиці 4.9.

Таблиця 4.9 – Види покриття

Вид покриття

Позначення покриття

за ГОСТ 9.306-85

цифрове

Цинкове, хромоване

Ц. хр

01

Кадмієве, хромоване

КД. хр

02

Багатошарове: мідь-нікель

М.Н.

03

Багатошарове: мідь-нікель-хром

М.Н.Х.б

04

Окисне, просочене маслом

Хим. Окс. прм

05

Фосфатне, просочене маслом

Хим. Фос. прм

06

Олов’яне

О

07

Мідне

М

08

Цинкове

Ц

09

Окисне, наповнене хроматами

Ан. Окс. нхр

10

Окисне із кислих розчинів

Хим. Пас

11

Срібне

Ср

12

Нікелеве

Н

13


5 РОЗРАХУНОК ФЛАНЦЕВИХ З’ЄДНАНЬ

У даному розділі наводяться рекомендації щодо вибору типів і розрахунку на міцність, жорсткість, герметичність та малоциклову утомленість фланцевих з'єднань сталевих зварних посудин та апаратів, які працюють у хімічній і суміжних з нею галузях промисловості.

Розрахункові схеми фланцевих з’єднань наведені на рисунках 5.1 і

5.2.

Розрахункові формули застосовні при виконані наступних умов

D з D 2 і 2h Dз D 0,25,

де D з – зовнішній діаметр фланця мм; D – внутрішній діаметр фланця, мм; h – товщина фланця, мм.

При роботі апарата в умовах декількох розрахункових режимів по температурі та тиску розрахунок необхідно проводити за умов, що забезпечують міцність, жорсткість, герметичність та малоциклову утомленість фланцевого з'єднання у всіх режимах.


5.1 Напружений стан деталей фланцевого з'єднання

Фланцеві з'єднання звичайно навантажені внутрішнім надлишковим або зовнішнім тиском, а також у ряді випадків зовнішніми осьовими силами і згинальними моментами. Значні навантаження на фланці створюються болтами в умовах затягування з'єднання. При підвищеній температурі середовища в апараті елементи фланцевого з'єднання нагріваються неоднаково, при цьому температура болтів установлюється звичайно нижче температури фланців. Унаслідок теплового розширення деталей фланцевого з'єднання в болтах (шпильках) можуть виникати значні температурні зусилля.

В результаті впливу зовнішніх навантажень у діаметральних перерізах фланця виникають згинальні моменти, під дією яких втулка (обичайка) знаходиться в напруженому стані. Якщо втулка циліндрична, або зовсім відсутня (плоский фланець приварений безпосередньо до обичайки), небезпечним перерізом є переріз у місці приварки фланця до обичайки.

56


а – з гладкою ущільнювальною поверхнею; б – з ущільнювальною поверхнею типу „виступ-западина”; в – з ущіль-


нювальною поверхнею типу „шип-паз”

Рисунок 5.1 – Фланцеві з’єднання з плоскими приварними фланцями

а – з ущільнювальною поверхнею типу „виступ-западина”; б – з ущільнювальною поверхнею типу „шип-паз”; в – з

ущільнювальною поверхнею під прокладку восьмикутного перерізу

Рисунок 5.2 – Фланцеві з’єднання з приварними встик фланцями


Якщо втулка фланця конічна (фланець приварений встик), небезпечними є перерізи в місці з’єднання площини фланця з втулкою і втулки з обичайкою. У зазначених перерізах напружини виникають в осьовому і тангенціальному напрямках. Визначаючи еквівалентні напружини та порівнюючи величину останніх із допустимими значеннями, можна зробити оцінку виконання умов міцності фланця у розглянутих перерізах.

5.2 Розрахункові температури елементів фланцевого з'єднання

Розрахункові температури елементів фланцевого з'єднання визначаються за таблицею 5.1 залежно від розрахункової температури апарата та наявності теплоізоляції.

Таблиця 5.1 – Розрахункові температури елементів фланцевого з'єднання

Фланці ізольовані

Фланці неізольовані

tф

tб

tф

tб

t

0,97 t

0,96 t

0,85 t

Позначення в таблиці 5.1:

t – розрахункова температура стінки апарата, °С; tф – розрахункова температура фланця, °С; tб – розрахункова температура болтів (шпильок), °С.

5.3 Допустимі напружини

Допустимі напружини для матеріалів болтів (шпильок), що застосовуються у фланцевих з'єднаннях апаратів при різних температурах, наведені в таблиці 5.2.

Допустимі напружини для матеріалів болтів (шпильок) б , МПа, не зазначених у таблиці 5.2, визначають за формулами:

– якщо розрахункова температура болтів (шпильок), які виготовляються з вуглецевих сталей, не перевищує 380, °С, низьколегованих – 420, °С, аустенітних – 525 °С

R e ; (5.1) n т

– якщо розрахункова температура болтів (шпильок) перевищує зазначену вище

R 5

e ; m / 10 ;, (5.2)

т n д

де R e – мінімальне значення границі текучості матеріалу болтів (шпильок) при розрахунковій температурі, МПа;

R m/105 – середнє значення границі тривалої міцності за 105 г при розрахунковій температурі, МПа;

R p1,0 / 105 – середня 1%-на границя повзучості за 105 г при розрахун-

ковій температурі, МПа; n т – коефіцієнт запасу міцності по границі текучості; n д – коефіцієнт запасу міцності по границі тривалої міцності; n п – коефіцієнт запасу міцності по границі повзучості.

Таблиця 5.2 – Допустимі напружини матеріалу болтів (шпильок)

Допустима напружина б , МПа, для сталей марок

20

130

110

160

230

230

238

238

208

231

100

126

105

150

230

230

227

232

196

226

200

120

98

150

225

200

217

231

186

221

250

107

95

144

222

182

210

224

186

219

300

97

90

139

222

174

199

220

186

217

350

86

86

128

185

166

185

213

186

215

375

80

85

128

175

166

180

209

186

214

400

75

83

128

160

166

175

206

186

213

425

68

82

125

156

161

168

202

186

213

450

-

80

123

-

156

161

199

186

213

475

-

79

120

-

-

152

195

186

213

500

-

78

118

-

-

143

192

186

208

510

-

-

117

-

-

-

-

185

205

520

-

-

116

-

-

-

-

184

202

530

-

-

115

-

-

-

-

183

199

540

-

-

114

-

-

-

-

181

196

550

-

-

113

-

-

-

-

180

195

560

-

-

-

-

-

-

-

165

183

Закінчення таблиця 5.2

Допустима напружина б , МПа, для сталей марок

570

-

-

-

-

-

-

-

150

171

580

-

-

-

-

-

-

-

135

169

590

-

-

-

-

-

-

-

125

157

600

-

-

-

-

-

-

-

115

147

610

-

-

-

-

-

-

-

110

-

620

-

-

-

-

-

-

-

105

-

630

-

-

-

-

-

-

-

100

-

640

-

-

-

-

-

-

-

94

-

650

-

-

-

-

-

-

-

88

-

Примітка – Проміжні значення допустимих напружин визначаються методом лінійної інтерполяції.

Коефіцієнти запасу міцності по границі текучості наведені в таблиці 5.3.

Коефіцієнт запасу міцності по границі тривалої міцності слід приймати рівним n д 1,8.

Коефіцієнт запасу міцності по границі повзучості слід приймати рівним n п 1,1.

Допустимі напружини для матеріалу приварних встик фланців

S1 , МПа, в перерізі товщиною S 1 (рисунок 5.2) при ро-

зрахунку на статичну міцність визначають за формулами:

– у робочих умовах

; (5.3)

– в умовах затягнення фланцевого з'єднання

20 S1 1,5 20 ; (5.4)

– в умовах випробувань

20 , (5.5)

20 – допустима напружина для матеріалу фланців відповідно де при розрахунковій температурі і температурі 20 °С, МПа.

Таблиця 5.3 – Значення коефіцієнта запасу міцності по границі текучості

Матеріал болтів (шпильок)

Коефіцієнт запасу міцності по границі текучості n т

робочі умови

умови випробувань

затягнення

не контролюється

затягнення

контролю-

ється

затягнення не контролюється

затягнення

контролю-

ється

Вуглецеві сталі при:

Re / Rт 0,7

2,6-2,8

2,4

2,1

1,8

Re / Rт 0,7

2,3

2,1

1,7

1,6

Аустенітні сталі

1,9

1,8

1,4

1,3

Позначення в таблиці:

R е – мінімальне значення границі текучості матеріалу болтів

(шпильок) при розрахунковій температурі, МПа;

R т – мінімальне значення тимчасового опору (границі міцності) матеріалу болтів (шпильок) при розрахунковій температурі, МПа.

Допустимі напружини у перерізі S 1 в робочих умовах і умовах затягнення фланцевого з'єднання при розрахунку з урахуванням навантаження від температурних деформацій Q t можуть бути збільшені на величину до 30 %.

Допустимі напружини 20 приймаються за посібником [2].

Допустимі напружини для матеріалу приварних встик і плоских приварних фланців S 0 , МПа, у перерізі товщиною S 0

(рисунки 5.1 і 5.2) при розрахунку на статичну міцність слід визначати за формулами:

– в робочих умовах

; (5.6)

– в умовах затягнення фланцевого з'єднання

лу фланця (напружина, при якій залишкове подовження складає 0,2 %) відповідно при розрахунковій температурі і температурі 20 °С, МПа;

R m , R m 20 мінімальне значення тимчасового опору (границі міцності) матеріалу фланця відповідно при розрахунковій температурі і температурі 20 °С, МПа.

Для вуглецевих і низьколегованих сталей у формулах (5.6)-(5.8) замість мінімальних значень умовних границь текучості R p0,2 і R 20 p0,2 слід підставляти мінімальні значення границь текучості при розрахунковій температурі – R e і температурі 20 °С – R e 20 відповідно.

Значення величин R p 0,2, R20 p 0,2 , R m , R m 20 приймаються за посібником [2].

Розрахунок фланцевого з'єднання для умов випробувань проводити не потрібно, якщо розрахунковий тиск в умовах випробувань менше розрахункового тиску в робочих умовах, помноженого на 1,35 .

5.4 Розрахунок допоміжних величин

Ефективну ширину плоскої прокладки b 0 , мм, визначають за формулами:

b0 bn при b n 15 мм; (5.9) b0 3,8 bn при b n 15 мм, (5.10)

де b n – виконавча ширина прокладки, мм (визначається за таблицею Е.1 додатку Е).

Для металевих прокладок восьмикутного перерізу

b 0 0,25b n . (5.11)

Лінійну податливість плоских металевих і азбометалевих прокладок приймають рівною у n0 .

Лінійну податливість плоскої неметалевої прокладки у n , мм/Н, визначають за формулою у n , (5.12)

де h n – товщина прокладки, мм; K – коефіцієнт обтиснення прокладки;

E n – модуль пружності прокладки, МПа; D cn – середній діаметр прокладки, мм.

Основні характеристики прокладок для фланцевих з’єднань апаратів наведені в таблиці 5.4.

Для прокладок ТРГ „Графлекс” умовний модуль стиснення E n ,

МПа, розраховують за формулою

E п 11,1 q , (5.13)

де q – питомий тиск на прокладку при затягненні фланцевого з’єднання, МПа.

У зв’язку з тим, що модуль пружності прокладки залежить від питомого тиску на прокладку q , при визначенні коефіцієнта жорсткості фланцевого з’єднання J податливість прокладки визначають методом послідовних наближень.

Попередньо визначають питомий тиск на прокладку при затягненні q , МПа, за формулою

q , (5.14)

де P б – болтове зусилля для умов монтажу, яке визначається за формулою (5.52), Н.

При визначенні зусилля P б коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання у першому наближенні приймають рівним J1 .

Потім за формулою (5.13) визначають модуль пружності і за формулою (5.12) податливість прокладки. Якщо коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J буде більше одиниці, необхідно визначити болтове зусилля P б 1 за формулою (5.53) з отриманим коефіцієнтом J і повторити визначення питомого тиску q та умовного модуля стиснення E n . Після цього необхідно визначити нове значення коефіцієнта J . Таблиця 5.4 – Характеристики прокладок

Тип і матеріал прокладки

Коефіцієнт питомого тиску на прокладку т

Питомий тиск обтиснення прокладки

q обт ,

МПа

Допустимий питомий тиск

[q ], МПа

Коефіцієнт обстиснення прокладки

K

Модуль сти нення прокладки

E п 10 5 ,

МПа

Плоска з гуми з твердістю по Шору А до 65 одиниць

0,50

2

18

0,04

Плоска з гуми з твердістю по Шору А більше

65 одиниць

1,00

4

20

0,90

Плоска з паро- ніту при товщині не більш 2 мм

2,50

20*

130

0,02

Плоска з картону азбестового при товщині 1-3 мм

20

Плоска з фторопласту-4 при товщині до 3 мм

10

40

1,00

Азбометалева в оболонці з алюмінію, міді або латуні, сталей марок:

05КП,

12Х18Н10Т

3,25

3,50

3,75

3,75

38

46

53

63

-

-

-

-

-

-

-

-

0,04

0,04

0,05

0,05

Прокладка восьмикутного перерізу зі сталей марок:

08Х13,

08Х18Н10Т

5,50

6,50

125

180

-

-

-

-

-

-

с-

Закінчення таблиці 5.4

Тип і матеріал прокладки

Коефіцієнт питомого тиску на прокладку т

Питомий тиск обтиснення прокладки

q обт ,

МПа

Допустимий питомий тиск

[q ], МПа

Коефіцієнт обстиснення прокладки

K

Модуль стиснення прокладки

E п 10 5 ,

МПа

Прокладка спиральнонавита

1,50

27

-

-

-

Прокладка ТРГ неармована з обтюратором

2,0

4,0

200

11, 1 q ***

Прокладка ТРГ армована без обтюратора

2,5

120 при t =2 мм** 100 при t =3 мм**

11, 1 q ***

Прокладка ТРГ армована з обтюратором

2,0

200

11, 1 q ***

*Для середовищ з високою проникаючою здатністю (водень, гелій, легкі нафтопродукти, зріджені гази) q обт 35,0 МПа.

**Товщина прокладки у вільному стані.

*** q – питомий тиск на прокладку при затягненні, МПа.

Якщо при першому наближенні коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J буде менше одиниці, при розрахунку фланцевого з’єднання його значення приймають рівним одиниці.

Податливість болтів (шпильок) y б , мм/Н, визначають за формулою

yб , (5.15)

де l б – розрахункова довжина болта (шпильки),мм;

f б – площа поперечного перерізу болта (шпильки) по внутрішньому діаметру нарізі, мм (приймається за таблицею 5.5);

Е б 20 – модуль подовжньої пружності матеріалу болта (шпильки) при температурі 20 °С; n – кількість болтів (шпильок).

Таблиця 5.5 – Площа поперечного перерізу болта (шпильки)

Діаметр болта

(шпильки) d, мм

20

24

27

30

36

42

48

52

56

Площа поперечного перерізу болта по внутрішньому діаметру нарізі f б , мм2

225

324

430

520

760

1045

1380

1657

1911

Примітка – У випадку застосування шпильок із проточкою значення площі поперечного перерізу шпильки визначається за діаметром проточки.

Розрахункову довжину болта (шпильки) визначають за формулою

l б l б0 0,28d для болта, (5.16) l б 0 0,56 d для шпильки

де l б 0 – відстань між опорними поверхнями гайки і голівки болта (для шпильок – між опорними поверхнями гайок), мм;

d – зовнішній діаметр болта (шпильки), мм.

Якщо між фланцями затиснута трубна решітка або інша деталь, при визначенні розрахункової довжини болта (шпильки) слід враховувати їхні товщини.

При розрахункових тисках Р2,5 МПа слід застосовувати шпильки.

Еквівалентну товщину втулки приварного встик фланця S е , мм, визначають за формулою

S е K 1 S 0 , (5.17)

де S 0 – товщина конічної втулки в місці з’єднання з обичайкою (рисунок 5.2), мм;

K 1 – безрозмірний коефіцієнт.

X

X 0,25

1

K 1 . (5.18)

Коефіцієнт розраховують за формулою

S0 , (5.19)

де S 1 – товщина конічної втулки в місці з’єднання з фланцем, мм.

Коефіцієнт X визначають за формулою

X l D S 0 , (5.20)

де l – довжина конічної втулки (рисунок 5.2), мм.

Еквівалентну товщину плоского приварного фланця приймають рівною S е S 0 .

Кутову податливість фланця y ф , 1/Н·мм, визначають за формулою

y ф , (5.21)

де безрозмірні коефіцієнти;

Е 20 – модуль подовжньої пружності матеріалу фланця при температурі 20 ºС; h – товщина фланця (рисунки 5.1, 5.2), мм.

Для фланців із ущільнювальною поверхнею типу „виступ” або „шип” товщину фланця приймають рівною h h (рисунки 5.1, 5.2).

Для фланців із ущільнювальною поверхнею типу „западина” або „паз” товщину фланця приймають рівною h h (рисунки 5.1, 5.2).

Якщо фланці виконуються зі сталей різних марок або мають різне конструктивне виповнення, розраховувати на міцність необхідно обидва фланці.

, (5.22)

де , j – безрозмірні коефіцієнти.

Коефіцієнт розраховують за формулою

h D S0 . (5.23)

Коефіцієнт 1 розраховують за формулою

1 1,28 lg Dз D , (5.24)

де D з – зовнішній діаметр фланця, мм.

Коефіцієнт 2 розраховують за формулою

. (5.25)

Коефіцієнт j розраховують за формулою

j h S 0 . (5.26)

Кутову податливість фланця зі сферичною невідбортованою кришкою y кр с , 1/Н·мм, розраховують за формулою

y кр с , (5.27)

де – безрозмірні коефіцієнти.

Для сферичних невідбортованих кришок коефіцієнт розраховують за формулою

, (5.28)

де R c – внутрішній радіус сфери сферичного невідбортованого днища, мм.

Коефіцієнт

. (5.29)

Кутову податливість плоскої кришки y кр , 1/Н·мм визначають за формулою

X кр

y кр Е кр 20 h кр3 , (5.30)

де X кр – безрозмірний коефіцієнт; h кр – товщина плоскої кришки в зоні ущільнення, мм.

Xкр , (5.31)

де кр – товщина плоскої кришки на зовнішньому діаметрі, мм; К кр – безрозмірний коефіцієнт.

Kкр Dз Dсп , (5.32)

де D сп – середній діаметр прокладки, мм.

Кутову податливість фланця, навантаженого зовнішнім згинальним моментом, y фм , 1/Н мм, визначають за формулою 3

б

E 20

D

h 3

D

y фм . (5.33)

4 н

Плечі моментів сил b і e , мм, визначають за формулами: b 0,5 Dб Dсп ; (5.34) e 0,5 D сп D S е , (5.35)

де D б – діаметр болтової окружності, мм;

S е – еквівалентна товщина втулки фланця, мм.

5.5 Визначення коефіцієнта жорсткості фланцевого з'єднання

Коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J , навантаженого внутрішнім надлишковим або зовнішнім тиском і зовнішньою осьовою силою, визначають за формулою

J , (5.36)

де – коефіцієнт, мм/Н.

Коефіцієнт

b2 . (5.37)

При стисненні однакових за розмірами фланців із гладкою ущільнювальною поверхнею: коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання визначають за формулою

, (5.38)

де b2 . (5.39)

Для з’єднання фланця з плоскою кришкою коефіцієнт жорсткості

J визначають за формулою

J, (5.40)

де

b . (5.41)

При дії на фланцеве з’єднання зовнішнього згинального моменту коефіцієнт жорсткості визначають за формулою

5.6 Розрахунок навантажень

Рівнодіючу внутрішнього надлишкового або зовнішнього тиску Q д , Н, розраховують за формулою

Q д 0,785D сп 2 Р , (5.44)

де Р – розрахунковий внутрішній надлишковий або зовнішній тиск (для вакууму або зовнішнього тиску P < 0), МПа. Реакція прокладки в робочих умовах R n , Н

Rn Dсп bo m P , (5.45)

де m – коефіцієнт питомого тиску на прокладку, що визначається за таблицею 5.4.

При визначенні навантажень від температурних деформацій розрахункові температури фланців, кришки, болтів (шпильок), трубної решітки необхідно зменшити на температуру, при якій відбувається збирання фланцевого з’єднання (20 °С).

Навантаження, що виникає від температурних деформацій фланцевого з’єднання Q t , Н, розраховують за формулою

Q t 20 , (5.46)

де 1 – коефіцієнт, мм/Н;

ф 1 , ф 2 , б коефіцієнти лінійного розширення матеріалів відповідно фланців і болтів (шпильок), 1/ °С;

t ф, t б – розрахункові температури відповідно фланців і болтів

(шпильок),°С.

Коефіцієнт визначають за формулою

b 2 . (5.47)

Коефіцієнти лінійного розширення сталей, які отримали найбільше поширення для виготовлення фланців і болтів (шпильок), наведені в таблиці 5.6.

Навантаження, що виникає від температурних деформацій при стисненні однакових за конструкцією фланців (із гладкою ущільнювальною поверхнею і під прокладку восьмикутного перерізу) Q t , Н, визначають за формулою

E б E

Навантаження, яке виникає від температурних деформацій у з’єднанні фланця з плоскою кришкою Q t , Н, визначають за формулою

Таблиця 5.6 – Розрахункове значення коефіцієнта лінійного розширення сталей

Марка сталі

Розрахункове значення коефіцієнта лінійного розширення 10 6 , 1/ °C, при температурі t , °C

100

200

300

400

500

Ст3, 20, 20К

11,6

12,6

13,1

13,6

14,1

35

11,1

11,9

13,2

13,4

13,9

40

11,3

12,0

13,3

13,3

13,3

09Г2С, 16ГС,

17ГС, 17Г1С,

10Г2С1, 10Г2

13,0

14,0

15,3

16,1

16,2

12ХМ, 12МХ, 15ХМ,

15Х5М, 15Х5М-У

11,9

12,6

13,2

13,7

14,0

35Х, 40Х, 38ХА

13,4

13,3

14,0

14,8

14,8

20ХН3А

11,0

12,0

13,0

13,5

14,0

30ХМА

12,3

12,6

12,9

13,9

14,2

25Х1М1Ф

11,3

12,7

12,9

13,9

14,2

03Х18Н11,

08Х17Н12М2Т,

08Х17Н15М3Т

16,6

17,0

18,0

18,0

18,0

45Х14Н14В2М

16,6

17,0

18,0

18,0

18,0

25Х2М1Ф

12,5

12,9

13,3

13,7

14,0

37Х12Н8Г8МФБ

15,9

18,0

19,2

21,5

22,4

08Х22Н6Т,

08Х21Н6М2Т

9,6

13,8

16,0

16,0

16,5

12Х18Н10Т,

12Х18Н12Т,

03Х17Н14М3,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т,

08Х18Н10Т,

08Х18Н12Т

16,6

17,0

18,0

18,0

18,0

03Х21Н21М4ГБ

14,9

15,7

16,6

17,3

17,5

06ХН28МДТ,

03ХН28МДТ

15,3

15,9

16,5

16,9

17,3

08Х18Г8Н2Т

12,3

13,1

14,4

14,4

15,3

ХН35ВТ

14,8

15,1

15,5

15,9

16,1

08Х15Н24В4

14,5

15,5

16,3

16,8

17,2

Примітка – Проміжні значення коефіцієнта визначаються методом лінійної інтерполяції.

Болтове навантаження в умовах монтажу P б , Н, визначають за формулою

Pб max Pб 1; Рб 2; Рб 3 , (5.52)

де Р б 1 – болтове навантаження від спільної дії внутрішнього надлишко-

вого або зовнішнього тиску середовища, осьової сили і згинального моменту, Н;

Р б 2 – болтове навантаження, необхідне для початкового зминання прокладки, Н;

Р б 3 – болтове навантаження за умови забезпечення міцності болтів (шпильок), Н.

Болтове навантаження P б 1 визначають за формулою

Р б 1 , (5.53)

де F – зовнішнє осьове зусилля, що діє на фланцеве з’єднання ( F 0, якщо зусилля стискальне), H;

М – зовнішній згинальний момент, що діє на фланцеве з’єднання, H·мм.

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М болтове навантаження визначають за формулою

Рб 1 J Qд R n Q t . (5.54)

Навантаження від температурних деформацій Q t враховують лише при Q t 0.

Якщо коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J1 , в розрахунках слід приймати J1 .

Болтове навантаження, яке необхідне для початкового зминання прокладки, визначають за формулою

Pб 2 0,5 Dcn b0 qобт . (5.55)

Болтове навантаження за умови забезпечення міцності болтів (шпильок) визначають за формулою

P б 3 0,4 б 20 n f б , (5.56)

де б 20 – допустима напружина для матеріалу болтів (шпильок) при

температурі 20 ºС;

п – кількість болтів (шпильок).

Для умов вакууму або зовнішнього тиску

Pб max Pб 2; Pб 3 . (5.57)

5.7 Розрахунок болтів (шпильок)

Умови міцності болтів (шпильок):

– в умовах монтажу

; (5.58)

– в робочих умовах

, (5.59)

де б 1 – напружина в болтах (шпильках) в умовах монтажу (при температурі 20 °С), МПа; б 2 – напружина в болтах (шпильках) при розрахунковій температурі в робочих умовах, МПа;

P б – прирощення навантаження на болти (шпильки) в робочих умовах, Н.

. (5.60)

D

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М прирощення болтового навантаження P б визначають за формулою

Pб 1 J Qд Qt . (5.61)

Для умов вакууму або зовнішнього тиску

б . (5.62)

При перевірці міцності болтів в робочих умовах з урахуванням навантаження на болти від стиснення температурних деформацій допустиму напружину можна збільшити на 30 %.

5.8 Розрахунок прокладок

Умова міцності м’яких прокладок має вигляд

q q , (5.63)

де q – допустимий питомий тиск на прокладку, МПа.

5.9 Розрахунок фланців на міцність

Кут повороту фланця при затягненні з’єднання , рад, визначають за формулою

1

1 0,9

E 20

h 3

M 01 , (5.64)

де M 01 – згинальний момент від болтового навантаження, Н·мм.

Згинальний момент від болтового навантаження визначають за формулою

M 01 P б b. (5.65)

Прирощення кута повороту фланця в робочих умовах , рад, розраховують за формулою

1

1 0,9

E

h 3

01 , (5.66)

де M 01 прирощення згинального моменту від болтового навантаження, Н·мм.

Прирощення згинального моменту від болтового навантаження визначають за формулою

e . (5.67)

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М прирощення згинального моменту від болтового навантаження M 01 , Н·мм, визначають за формулою

M01 Pб b Qд e. (5.68)

Меридіональні напружини в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 11 і 12 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

на внутрішній поверхні втулки , де – максимальна згинальна напружина в перерізі товщиною S 1 приварного встик фланця, МПа.

Максимальну згинальну напружину в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця визначають за формулою

, (5.69)

де T – безрозмірний коефіцієнт; D* – розрахунковий діаметр, мм;

С 1 – добавка для компенсації корозії та ерозії, мм. Коефіцієнт Т визначається за формулою

D з D 2 1 8,55lg D з D 1 . (5.70)

T

1,05 1,945 D з D 2 D з D 1

Розрахунковий діаметр D* визначають за формулою

D при D 20 S1

D* D S0 при D 20 S1 и f 1 , (5.71)

D S1 при D 20 S1 и f 1

де f – коефіцієнт, що визначається за графіком, який наведений на рисунку 5.3.

Меридіональні напружини в перерізі товщиною S 0 конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 21 і 22 , МПа, визначають за формулами: – на зовнішній поверхні втулки

на внутрішній поверхні втулки .

Меридіональні напружини в перерізі товщиною S 0 циліндричної втулки (обичайки) плоского приварного фланця при затягненні фланцевого з’єднання 21 і 22 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

на внутрішній поверхні втулки , де – максимальна згинальна напружина в перерізі S 0 циліндричної втулки, МПа.

Максимальну згинальну напружину в перерізі S 0 циліндричної втулки плоского приварного фланця , МПа, визначають за формулою

, (5.72)

де T – безрозмірний коефіцієнт, що визначається за формулою (5.70); С сума добавок до розрахункової товщини втулки фланця, мм.

Рисунок 5.3 – Графік для визначення коефіцієнта f

Якщо фланець приварюється безпосередньо до обичайки, замість товщини циліндричної втулки S 0 в формулу (5.72) необхідно підставляти товщину стінки обичайки S .

Прирощення меридіональних напружин в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах 11 і

12 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

; (5.73)

– на внутрішній поверхні втулки

, (5.74)

де – прирощення напружини, яка виникає в меридіональному на прямку в перерізі товщиною S 1 конічної втулки від дії зовнішніх навантажень в робочих умовах, МПа;

в – прирощення напружини, яка виникає в меридіональному на-

прямку в перерізі товщиною S 1 конічної втулки від зміни згинального моменту в робочих умовах, МПа.

; (5.75) . (5.76)

Прирощення меридіональних напружин у перерізі товщиною S 0 конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах 21 і

22 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

; (5.77)

– на внутрішній поверхні втулки

, (5.78)

де – прирощення напружини, що виникає в меридіональному

напрямку в перерізі товщиною S 0 конічної втулки від дії зовнішніх навантажень в робочих умовах, МПа.

. (5.79)

Прирощення меридіональних напружин у перерізі товщиною S 0 циліндричної втулки (обичайки) плоского приварного фланця в робочих умовах 22 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

; (5.80)

– на внутрішній поверхні втулки

, (5.81)

де м – прирощення напружини, що виникає в меридіональному на-

прямку циліндричної втулки (обичайки) в робочих умовах від дії зовнішніх навантажень, МПа;

– прирощення напружини, що виникає в меридіональному на-

прямку від зміни згинального моменту в робочих умовах, МПа.

; (5.82)

. (5.83)

Окружні напружини в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 13 і 14 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

; (5.84)

– на внутрішній поверхні втулки

. (5.85)

Окружні напружини в перерізі товщиною S 0 конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 23 і 24 ,

МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

23 0,3 f в ; (5.86)

– на внутрішній поверхні втулки

. (5.87)

Окружні напружини в перерізі товщиною S 0 циліндричної втулки

(обичайки) плоского приварного фланця при затягненні фланцевого з’єднання 23 і 24 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

23 0,3 в ; (5.88)

– на внутрішній поверхні втулки

. (5.89)

Прирощення окружних напружин в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах 14 , МПа, визначають за формулами:

Прирощення окружних напружин в перерізі товщиною S 0 конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах 24 ,

МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

P

D

2

S 0 C

; (5.92)

– на внутрішній поверхні втулки

P

D

2

S 0 C

. (5.93)

Прирощення окружних напружин в перерізі товщиною S 0 циліндричної втулки (обичайки) плоского приварного фланця в робочих умовах 24 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки (обичайки)

P

D

2

S 0 C

0,3 в ; (5.94)

– на внутрішній поверхні втулки (обичайки)

P

D

2

S 0 C

0,3 в , (5.95)

де S 0 – товщина циліндричної втулки (якщо фланець приварюється безпосередньо до обичайки, S 0 S ), мм.

Умова статичної міцності приварних встик фланців у перерізі товщиною S 1 :

де 11 р – меридіональна напружина в перерізі товщиною S 1 на зовні-

шній поверхні конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах, МПа;

12 р – меридіональна напружина в перерізі товщиною S 1 на внут-

рішній поверхні конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах, МПа;

13 р – окружна напружина в перерізі товщиною S 1 на зовнішній по-

верхні конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах, МПа;

14 р – окружна напружина в перерізі товщиною S 1 на внутрішній

поверхні конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах, МПа;

S1 – допустима напружина для матеріала приварного встик фла-

нця в перерізі товщиною S 1 в робочих умовах (при розрахунковій температурі), МПа.

Меридіональні і окружні напружини в перерізі товщиною S 1 конічної втулки приварного встик фланця в робочих умовах 11 р , 12 р , 13 р ,

14 р , МПа, визначають за формулами:

11 ; (5.98)

12 ; (5.99)

13 ; (5.100) 14 . (5.101)

Умови статичної міцності приварних встик і плоских приварних фланців у перерізі товщиною S 0 визначають за формулами:

– при затягненні з’єднання

де 21 р – меридіональна напружина в перерізі товщиною S 0 на зовнішній

поверхні конічної втулки приварного встик і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах, МПа;

22 р – меридіональна напружина в перерізі товщиною S 0 на внутріш-

ній поверхні конічної втулки приварного встик і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах, МПа;

23 р – окружна напружина в перерізі товщиною S 0 на зовнішній по-

верхні конічної втулки приварного встик і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах, МПа;

24 р – окружна напружина в перерізі товщиною S 0 на внутрішній по-

верхні конічної втулки приварного встик і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах, МПа;

S0 – допустима напружина для матеріалу приварного встик фла-

нця в перерізі товщиною S 0 конічної втулки і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах (при розрахунковій температурі), МПа.

Меридіональні і окружні напружини в перерізі товщиною S 0 конічної втулки приварного встик і циліндричної втулки плоского приварного фланця в робочих умовах 21 р , 22 р , 23 р , 24 р , МПа, визначають за формулами

21 ; (5.104)

22 ; (5.105)

23 ; (5.106)

24 . (5.107)

5.10 Перевірка фланцевого з'єднання на жорсткість

Умова жорсткості фланцевого з’єднання має вигляд

, (5.108)

де – допустимий кут повороту фланця, рад.

Для плоских приварних фланців:

– в робочих умовах 0,013 ;

– в умовах випробувань 0,017 .

Для фланців приварних встик: – в робочих умовах:

0,009 при D2000 мм;

0,013 при D2000 мм; – в умовах випробувань:

0,011 при D2000 мм;

0,015 при D2000 мм.

5.11 Розрахунок фланців на малоциклову втомленість

Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин , МПа, при затягненні фланцевого з’єднання визначають за формулою

а 0,5max 1; 2 ; 3 , (5.109)

де – головні нормальні напружини, МПа.

Головні нормальні напружини для приварних встик фланців визначають за формулами:

; (5.110)

; (5.111) , (5.112)

де – коефіцієнт, який визначається за графіком, який наведений на рисунку 5.4, залежно від відношення радіуса тороїдального переходу між конічною втулкою і тарілкою фланця r до товщини втулки фланця S 1 .

Головні нормальні напружини для плоских приварних фланців визначають за формулами:

1 0 ; (5.113)

2 1,5 max 21 ; 23 ; 21 23 ; (5.114) 3 1,5max 22 ; 24 ; 22 24 . (5.115)

Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин в робочих умовах а р , МПа, визначають за формулою

. (5.116)

Рисунок 5.4 – Графік для визначення коефіцієнта

Прирощення головних нормальних напружин приварних встик фланців визначають за формулами:

; (5.117)

; (5.118) . (5.119)

Прирощення головних нормальних напружин плоских приварних фланців визначають за формулами:

Кількість допустимих збирань фланцевого з’єднання визначають за формулою

, (5.123)

де t – температура збирання апарата, °С; А, В – характеристики матеріалу, МПа; n N – коефіцієнт запасу міцності по числу циклів, n N = 10; n – коефіцієнт запасу міцності по напружинам, n = 2;

– умовна амплітуда напружин при затягненні фланцевого з’єднання, МПа.

Умовну амплітуду напружин при затягненні фланцевого з’єднання визначають за формулою

. (5.124)

Характеристики матеріалу A і B визначають за таблицею 5.7. Таблиця 5.7 – Характеристики матеріалу A і B

Сталі

A , МПа

B , МПа

Вуглецеві

0,60 10 5

0,66 R m20 0,43 R e20

Низьколеговані

0,45 105

Аустенітні корозійностійкі

0,60 10 5

270

Позначення в таблиці 5.7:

R m 20 – мінімальне значення тимчасового опору (границі міцності) при температурі 20 °С, МПа;

R e 20 – мінімальне значення границі текучості при температурі 20 °С, МПа.

Число допустимих циклів зміни режиму експлуатації визначають за формулою

, (5.125)

p

де a – умовна амплітуда напружин для робочих умов, МПа;

t – розрахункова температура стінки апарата, °С.

Умовну амплітуду напружин для робочих умов визначають за формулою

. (5.126)

Умова міцності для заданої кількості циклів навантажень має вигляд

1 , (5.127)

де N з – кількість збирань фланцевого з’єднання за весь строк служби;

N p – кількість циклів зміни режимів експлуатації за весь строк служби.

5.12 Приклади розрахунку фланцевих з'єднань

Приклад 1

Розрахунок на міцність, жорсткість та герметичність фланцевого з'єднання люка апарата, що працює під внутрішнім надлишковим тиском

1 Вихідні дані

Розрахунковий тиск в апараті Р1,0 МПа, розрахункова температура стінки t 165 С, внутрішній діаметр обичайки люка D400мм, матеріал фланця і кришки люка – сталь 20, матеріал обичайки люка – сталь Ст3сп5. Група апарата – 4. Додаток до розрахункової товщини обичайки люка для компенсації корозії та ерозії прийняти рівним С 12 мм. Розрахунковий тиск в умовах випробувань Р в 1,33МПа. Загальна кількість циклів навантаження за весь строк служби апарата N 2 103 . Зовнішнє осьове зусилля, що діє на фланцеве з'єднання, прийняти рівним F0 , зовнішній згинальний момент – M0 .

За розрахунковим тиском Р1МПа і розрахунковою температурою t165°С для апарата 4 групи приймаємо люк виповнення 2 з плоским приварним фланцем зі сталі 20 з гладкою ущільнювальною поверхнею. Відповідно до таблиці А.1 додатку А для плоских приварних фланців на умовний тиск PN 1 МПа, які виготовляються зі сталі 20, при розрахунковій температурі t 165 C допустимий розрахунковий тиск визначаємо методом лінійної інтерполяції, P 0,967 МПа, що менше розрахункового. Приймаємо фланці на номінальний (умовний ) тиск PN 1,6 МПа, допустимий розрахунковий тиск для яких при розрахунковій температурі складає P 1,548 МПа, що більше розрахункового. Умовне позначення люка:

Люк 2-400-1,6-1 ОСТ 26-2002-83.

Конструкція та розміри люка і його елементів відповідно до стандартів 29 , 33 , 40 , 41 наведені на рисунку 5.5. У фланцевому з'єднанні з гладкою ущільнювальною поверхнею застосовуємо паронітову прокладку виповнення 2 за таблицею Е.1 додатку Е. Конструкція та розміри прокладки наведені на рисунку 5.5,г.

Розрахункова температура стінки апарата складає t165 C , тому апарат і фланцеве з'єднання повинні бути теплоізольовані.

Розміри елементів фланцевого з'єднання, мм:

Внутрішній діаметр обичайки люка D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

400

Діаметр болтової окружності D б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

495

Зовнішній діаметр фланця D з . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

535

Товщина обичайки люка S о . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

Товщина фланця люка в місці ущільнення h . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Товщина кришки люка S кр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Товщина кришки люка в місці ущільнення h кр . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

Товщина кришки люка на зовнішньому діаметрі кр . . . . . . . . . . . . 23

Зовнішній діаметр прокладки D 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

457

Внутрішній діаметр прокладки D 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

427

Товщина прокладки h n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Діаметр болтів d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М20

Кількість болтів n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

а – люк; б – кришка люка; в – фланець; г – прокладка

Рисунок 5.5 – Люк апарата

За таблицею 5.1 визначаємо розрахункові температури фланця і болтів:

tф t 165 С;

tб 0,97t 0,97 165 160 С.

За таблицею 4.1 при заданих розрахункових параметрах для фланців з вуглецевої сталі для виготовлення болтів приймаємо сталь марки 40.

Допустиму напружину матеріалу болтів б , МПа, при розрахунковій температурі t б 160 С визначаємо за таблицею 5.2 методом лінійної інтерполяції б 122МПа.

Допустимі напружини для матеріалу обичайки визначаємо за посібником 2 . При розрахунковій температурі t 165 C допустиму напружину приймаємо рівною 144МПа, при температурі t 20 C – 154МПа .

Мінімальне значення границі текучості для сталі Ст3сп5 при розрахунковій температурі t 165 C приймаємо рівним R e 223,5 МПа; при температурі t 20 C – R e 20 250МПа. Мінімальне значення тимчасового опору при розрахунковій температурі t 165 C приймаємо рівним

R m 473,5 МПа, при температурі t 20 C – R m 20 460МПа.

Визначаємо допустимі напружини для матеріалу фланця в перерізі S 0 за формулами:

Розрахунковий тиск Р в робочих умовах, помножений на величину

1,35

154

20

1,35P1,35 1,0 1,44МПа

144

більше розрахункового тиску Р в в умовах випробувань, тому розрахунок фланцевого з'єднання для умов випробувань не проводимо [2 ].

Відповідно до рисунка 5.5,г визначаємо виконавчу ширину прокладки

b n D 1 D 2 457 427 15мм

2 2

і середній діаметр прокладки

D cn D 1 D 2 457 427 442мм.

2 2

Ефективну ширину прокладки визначаємо за формулою (5 .9 )

b0 b n 15 мм.

За таблицею 5.4 для прокладки з пароніту товщиною 2 мм визначаємо коефіцієнт обтиснення К 0,9 і умовний модуль стиснення Е п 0,02 10 5 МПа.

Лінійну податливість неметалевої прокладки визначаємо за формулою (5.12 )

y n Eh n n DK cn b n 3,14 0,022 100,9 5 442 15 4,321 10 8 мм/Н.

Відстань між опорними поверхнями гайки і голівки болта l б 0 визначаємо відповідно до рисунка 5.5,а

lб 0 h h кр h n 35 23 2 60 мм.

Розрахункову довжину болта визначаємо за формулою (5 .16 ) lб lб 0 0,28d 60 0,28 20 65,6 мм.

Площу поперечного перерізу болта М20 по внутрішньому діаметру нарізі визначаємо за таблицею 5.5, f б 225мм2 . Модуль подовжньої пружності матеріалу болта (сталь марки 40 ) Е б 20 при температурі t 20 C визначаємо за посібником 2 , E б 20 1,99 10 5 МПа. Податливість болтів визначаємо за формулою (5 .15 )

l б 65,6 7,326 10 8 1/Н мм. y б 20 f б n 1,99 10 5 225 20

E б

Еквівалентну товщину плоского приварного фланця приймаємо рівною товщині обичайки в перерізі S 0

0,305.

Товщина плоскої кришки в зоні ущільнення h кр і на зовнішньому діаметрі кр відповідно до рисунка 5.5,а складає

hкр 23 мм.

Значення коефіцієнтів К кр і Х кр обчислюємо за формулами (5 .32 )

і (5 .31 )

0,67

1,21 2

1 8,55 lg1,21

1

1,21 1

1,21 2

1,857 1,21 2 1

3

Кутову податливість плоскої кришки визначаємо за формулою

(5 .30 )

Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання з плоскою кришкою визначаємо за формулою (5 .40 )

J

4,321 10

4,264 10 10 17 4,725 10 10 26,5

26,5

7,478

10

7

1,643.

Розрахунок навантажень, що діють у фланцевому з'єднанні Рівнодіючу внутрішнього надлишкового тиску визначаємо за формулою (5 .44 )

Q д 0,785D сп 2 Р 0,785 442 2 1,0 153400Н.

Реакцію прокладки в робочих умовах обчислюємо за формулою (5 .45 ), визначивши за таблицею 5.4 коефіцієнт питомого тиску на прокладку m

52070 Н.

Коефіцієнти лінійного розширення матеріалів фланця, кришки і болтів визначаємо методом лінійної інтерполяції за таблицею 5.6: 12,39 10 6 1/

ф кр °С;

11,72 10 6 1/ б °С.

Модулі подовжньої пружності матеріалів фланця, кришки і болтів при розрахунковій температурі визначаємо методом лінійної інтерполяції за посібником 2 :

Е Екр 1,845 105 МПа;

Навантаження Q t , що виникає від температурних деформацій фланцевого з'єднання, визначаємо за формулою (5 .50 )

тому при визначенні болтового навантаження воно не враховується. Болтове навантаження Рб 1 визначаємо за формулою (5 .54 )

Рб 1 J Qд Rп 1,643 153400 52070 304100Н.

Болтове навантаження Р б 2 , необхідне для початкового зминання прокладки, визначаємо за формулою (5 .55 ). Питомий тиск обтиснення прокладки з пароніту визначаємо за таблицею 5.4, q обт 20 МПа .

Рб 2 0,5 Dcn b0 qобт 0,5 3,14 442 15 20 208300Н.

Болтове навантаження Р б 3 за умови забезпечення міцності болтів визначаємо за формулою (5 .56 )

Р б 3 0,4 б 20 n f б 0,4 130 20 225 234000Н.

Болтове навантаження в умовах монтажу Р б визначаємо за формулою (5 .52 )

Рб max Pб 1;Рб 2;Рб 3 max 304100;208300;234000304100Н.

Розрахунок болтів

Умова міцності болтів в умовах монтажу (5.58 )

б1 P б 304100 67,6 20б 130МПа n f б 20 225

виконується.

Прирощення навантаження на болти в робочих умовах визначаємо за формулою (5 .61 )

Рб 1 J Qд Qt 1 1,643 153400 7120 91520Н.

Умова міцності болтів в робочих умовах (5 .59 )

б2 P б 1 f бP б 304100 91520 47, 2 б 122МПа п 20 225

виконується.

Розрахунок прокладки

Допустимий питомий тиск на прокладку визначаємо за таблицею 5.4, q 130МПа.

Умова міцності м'якої прокладки (5 .63 )

P б 304100 14,6 q 130МПа

q

D cn b n 3,14 442 15

виконується.

Розрахунок фланця на міцність

Згинальний момент від болтового навантаження обчислюємо за формулою (5.65 )

M 01 P б b 304100 26,5 8,059 10 6 Н мм.

Кут повороту фланця при затягненні з'єднання обчислюємо за формулою (5 .64 )

1

0,9

E 20

h 3

M 01

8,059 10 6 3,44 10 3 рад.

Прирощення згинального моменту від болтового навантаження M 01 визначаємо за формулою (5 .68 )

M01 Pб b Qд e 91520 26,5 153400 17 182520Н мм.

Прирощення кута повороту фланця в робочих умовах обчислюємо за формулою (5 .66 )

1

1 0,9

E

h 3

01

1

1 0,9

182520 8,4 10 5 рад.

01

182520рад.

Коефіцієнт Т обчислюємо за формулою (5 .70 )

T

D 2

1 8,55lg

D з D

1

,05 1,945

D 2

D з D

1

1

1 8,55

lg

1

1

,05

2

2

1,78.

Максимальну напружину вигину у втулці в перерізі S 0 обчислюємо за формулою (5 .72 )

1,78

0,305

8,059

106

400

8 2,8 2

404,5 МПа.

Меридіональні напружини в циліндричній обичайці при затягненні фланцевого з'єднання для плоских приварних фланців складають:

на зовнішній поверхні втулки

404,5МПа;

на внутрішній поверхні втулки 404,5 МПа.

Прирощення напружини, що виникає в меридіональному напрямку в циліндричній втулці в робочих умовах від дії зовнішніх навантажень м , визначаємо за формулою (5.82 ) м Q д 4M D cn F 153400 4 0 / 442 0 23,5 МПа. D S 0 C 3,14 400 8 2,8

Прирощення напружини , що виникає в меридіональному напрямку в циліндричній втулці в робочих умовах від зміни згинального моменту, визначаємо за формулою (5 .83 )

в DT S MC 012 1,784000,3058 2182520,8 2 9,2 МПа.

0

Прирощення меридіональних напружин у циліндричній обичайці в робочих умовах для плоских приварних фланців визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні обичайки (5.80 )

32,7 МПа;

на внутрішній поверхні обичайки (5 .81 )

14,3 МПа.

Окружні напружини в циліндричній обичайці при затягненні з'єднання для плоских приварних фланців визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні обичайки (5 .88 )

23 0,3 в 0,3 404,5 121,4МПа;

на внутрішній поверхні обичайки (5 .89 )

24 0,3 в 0,3 404,5 121,4 МПа.

Прирощення окружних напружин в циліндричній обичайці в робочих умовах для плоских приварних фланців обчислюємо за формулами:

на зовнішній поверхні обичайки (5.94 )

P

D

2

S 0 C

1

400

2 8

2,8

0,3 9,2 41,2МПа;

на внутрішній поверхні обичайки (5 .95 )

P

D

2

S 0 C

1

400

2 8

2,8

0,3 9,2 35,7 МПа.

Меридіональну напружину в перерізі S 0 на зовнішній поверхні втулки плоского приварного фланця в робочих умовах визначаємо за формулою (5 .104 )

21 р 21 21 404,5 32,7 437,2 МПа.

Меридіональну напружину в перерізі S 0 на внутрішній поверхні втулки плоского приварного фланця в робочих умовах визначаємо за формулою (5.105 )

22 р 22 22 404,5 14,3 390,2 МПа.

Окружну напружину в перерізі S 0 на зовнішній поверхні втулки плоского приварного фланця в робочих умовах визначаємо за формулою

(5.106 )

23 р 23 23 121,4 41,2 162,6 МПа.

Окружну напружину в перерізі S 0 плоского приварного фланця на внутрішній поверхні втулки в робочих умовах визначаємо за формулою

(5.107 )

24 р 24 24 121,4 35,7 85,7 МПа.

Умови статичної міцності фланця в перерізі S 0 , що визначаютьсяза формулами:

виконуються.

Допустимий кут повороту для плоских приварних фланців в робочих умовах складає = 0,013 рад.

Умова жорсткості фланцевого з'єднання (5.108 )

3,44 10 3 8,4 10 5

0,0035 0,013 рад

виконується.

Розрахунок фланцевого з'єднання на малоциклову втомленість Головні напружини для плоских приварних фланців визначаємо за формулами (5 .113 )- (5 .115 ):

Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин, що виникають у фланці при затягненн з'єднання, визначаємо за формулою

(5.109 )

а 0,5max 1; 2 ; 3 0,5max 0; 606,8; 606,8303,4 МПа.

Прирощення напружин для плоских приварних фланців визначаємо за формулами (5.120 )- (5 .122 ):

1 0 ;

2 1,5 max 21 ; 23 ; 21 23

1,5 max 32,7 ; 41,2; 32,7 41,2 61,8 МПа;

3 1,5 max 22 ; 24 ; 22 24

1,5 max 14,3; 35,7 ; 14,3 35,7 53,6 МПа.

Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин в робочих умовах визначаємо за формулою (5.116 ) р 0,5 max 1 ; 2 ; 3 0,5 max 0; 61,8; 53,630,9 МПа.

a

Характеристику матеріалу (вуглецевої сталі ) визначаємо за таблицею 5.7, А 0,6 105 МПа. Характеристику В визначаємо за формулою, що наведена в таблиці 5.7

В 0,66 R m 20 0,43 R e 20 0,66 460 0,43 250 196 МПа.

Коефіцієнт запасу міцності по числу циклів навантаження складає n N =10; коефіцієнт запасу міцності по напружинам – n = 2.

Умовну амплітуду напружин при затягненні фланцевого з'єднання визначаємо за формулою (5.124 )

303,4 МПа.

Виходячи із загальної кількості циклів навантаження за весь термін служби апарата, кількість збирань фланцевого з'єднання приймаємо рівною N з 1000, кількість циклів зміни режимів експлуатації – N p 1000 .

Кількість допустимих збирань фланцевого з'єднання визначаємо

Умовну амплітуду напружин для робочих умов визначаємо за формулою (5.126 )

98 МПа. Допустиме число циклів зміни режиму експлуатації визначаємо при розрахунковій температурі за формулою (5.125 )

Умова малоциклової міцності для заданої кількості циклів навантажень (5.127 )

N з N p 1000 1000 0,12 1

N з N p 8,38 10 3

виконується.

Приклад 2

Розрахунок на міцність, жорсткість і герметичність фланцевого з'єднання апарата, що працює під внутрішнім надлишковим тиском

Вихідні дані

Розрахунковий тиск в апараті складає Р7,0 МПа, розрахункова температура стінки апарата t 250 С, внутрішній діаметр апарата D1000мм, матеріал фланців і обичайки – сталь марки 16ГС. Група апарата – 1. Добавку для компенсації корозії та ерозії прийняти рівною С 1 2 мм. Розрахунковий тиск в умовах випробувань Р в 11,04 МПа .

Загальна кількість циклів навантаження за весь строк служби апарата N 3,5 103 . Зовнішнє осьове зусилля, що діє на фланцеве з'єднання, прийняти рівним F0 , зовнішній згинальний момент – M0 .

За таблицею 2.1 для заданих розрахункових параметрів приймаємо фланці приварні встик з металевою прокладкою восьмикутного перерізу (рисунок Б.28 ). Для фланців на умовний тиск PN 8,0 МПа, зі сталі марки 16ГС, при розрахунковій температурі t 250 C допустимий розрахунковий тиск складає P 7,25МПа 28 , що більше розрахункового.

Конструкція та розміри фланців відповідно до таблиці Б.6 наведені на рисунку 5.6,а, конструкція та розміри прокладки відповідно до таблиці Е.4 додатку Е – на рисунку 5.6,б.

а – фланцеве з'єднання; б – прокладка восьмикутного перерізу Рисунок 5.6 – Фланцеве з'єднання з металевою прокладкою

Розміри елементів фланцевого з'єднання, мм:

Внутрішній діаметр фланця D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000 Діаметр болтової окружності D б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1255

Зовнішній діаметр фланця D з . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1340

Товщина втулки в місці з'єднання з обичайко S 0 . . . . . . . . . . . . . . . 37

Товщина втулки в місці з'єднання з фланцем S 1 . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Довжина конічної втулки l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Товщина фланця h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Середній діаметр прокладки D сп . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1090

Ширина прокладки b n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Діаметр болтів d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М42

Кількість болтів n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Розрахункова температура апарата складає t 250 C, тому апарат і фланцеве з'єднання повинні бути теплоізольовані.

За таблицею 5.1 визначаємо розрахункові температури фланця і шпильок:

tф t 250 С;

tб 0,97t 0,97 250 242,5 С.

За таблицею 4.1 при заданих розрахункових параметрах для фланців зі сталі марки 16ГС як матеріал шпильок приймаємо сталь марки 40Х.

Допустиму напружину матеріалу шпильок , МПа, при розрахунковій температурі t б 242,5 С визначаємо за таблицею 5.2 методом лінійної інтерполяції , б 222МПа.

Допустиму напружину для сталі марки 16ГС при розрахунковій температурі t 250 C за посібником 2 приймаємо рівною 145МПа, при температурі t 20 C – 20 183МПа. Мінімальне значення границі текучості для сталі марки 16ГС при розрахунковій темпе-

ратурі t 250 C приймаємо рівним R e 218МПа ; при температурі t 20 C – R e 20 280МПа . Мінімальне значення тимчасового опору при розрахунковій температурі t 250 C приймаємо рівним R m 444МПа, при температурі t 20 C – R m 20 440 МПа.

Визначаємо допустимі напружини для матеріалу приварних встик фланців у перерізі S 1 за формулами:

в робочих умовах (5 .3 )

S 1 1,5 1,5 145 217,5МПа;

в умовах затягнення фланцевого з'єднання (5 .4 )

20 S1 1,5 20 1,5 183 274,5 МПа;

в умовах випробувань (5 .5 )

в 2,0 20 2,0 183 366МПа.

S 1

Визначаємо допустимі напружини для матеріалу приварних встик фланців у перерізі S 0 за формулами:

510МПа;

590,5МПа; 783,5 МПа.

більше розрахункового Р в в умовах випробувань [2 ], тому розрахунок фланцевого з'єднання для умов випробувань не проводимо.

Ефективну ширину прокладки визначаємо за формулою (5 .11 ) b0 0,25bn 0,25 28 7 мм.

Лінійна податливість металевої прокладки y n 0.

Відстань між фланцями визначаємо відповідно до рисунку 5.6 і розмірів фланця за таблицею Б.6 додатку Б і прокладки за таблицей Е.4 додатку Е, 10 мм.

Відстань між опорними поверхнями гайок l б 0 визначаємо за формулою

lб 0 2 h 2 130 10 270мм.

Розрахункову довжину шпильки визначаємо за формулою (5 .16 ) lб lб 0 0,56 d 270 0,56 42 293,52 мм.

Площу поперечного перерізу шпильки по внутрішньому діаметру нарізі визначаємо за таблицею 5 .5, f б 1045мм2 . Модуль подовжньої пружності матеріалу шпильок (сталь марки 40Х ) при температурі

t 20 C визначаємо за посібником [2 ], Е б 20 1,99 10 5 МПа.

Податливість шпильок визначаємо за формулою (5 .15 )

l б 293,52 3,529 10 8 1/Н мм.

y б 20 f б n 1,99 10 5 1045 40

E б

Коефіцієнти , X, K 1 обчислюємо за формулами (5.18 )- (5 .20 ):

S 1 76 2,054;

S 0 37

l 140

X 0,728; D S 0 1000 37

X

X 0,25

1

K 1 1 1

1 2,054 1 1,514.

Еквівалентну товщину втулки приварного встик фланця визначаємо за формулою (5 .17 )

Sе K1 S0 1,514 37 56,03мм.

Значення коефіцієнтів j, обчислюємо за формулами

(5 .22 )- (5 .26 ):

0,353.

Кутову податливість фланця визначаємо за формулою (5.21 ) y ф 1 E1 20 0,h9 3 2 1 0,3531,991 100,9 5 0130,676 3 6,882

6,796 10 12 1/ Н мм.

Плечі моментів сил визначаємо за формулами (5 .34 ) і (5 .35 ): b 0,5 Dб Dсп 0,5 1255 1090 82,5мм;

e 0,5 Dсп D Sе 0,5 1090 1000 56,03 16,98 мм.

Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання з металевою прокладкою складає J 1.

Розрахунок навантажень, що діють у фланцевому з'єднанні Рівнодіючу внутрішнього надлишкового тиску визначаємо за формулою (5 .44 )

Q д 0,785D сп 2 Р 0,785 1090 2 7,0 6,53 10 6 Н.

Реакцію прокладки в робочих умовах обчислюємо за формулою (5 .45 ), визначивши за таблицею 5.4 коефіцієнт питомого тиску на прокладку, m5,5

R n D сп b 0 m P 3,14 1090 7 5,5 7,0 9,23 10 6 H.

Коефіцієнти лінійного розширення матеріалу фланців і шпильок визначаємо за таблицею 5 .6: 14,65 10 6 1/

ф °С; б 13,60 10 6 1/ °С.

Модулі подовжньої пружності матеріалів фланця і болта при розрахунковій температурі визначаємо за посібником [2 ]:

Е 1,76 105 МПа;

Навантаження Q t від температурних деформацій фланцевого з'єднання, визначаємо за формулою (5 .48 )

Болтове навантаження P б 1 визначаємо за формулою (5 .54 ), при цьому температурне навантаження не враховуємо, тому що Q t 0

Рб 1 J Qд Rn Qt 1 6,53 106 9,23 105 0 7,453 106 Н.

Болтове навантаження Р б 2 , необхідне для початкового зминання прокладки, визначаємо за формулою (5 .55 ), прийнявши питомий тиск обтиснення прокладки за таблицею 5 .4, q обт 125МПа.

Р б 2 0,5 D cn b 0 q обт 0,5 3,14 1090 7 125 1,5 10 6 Н.

Болтове навантаження Р б3 за умови забезпечення міцності шпильок визначаємо за формулою (5 .56 )

Р б 3 0,4 б 20 n f б 0,4 230 40 1045 3,85 10 6 Н.

Болтове навантаження в умовах монтажу Р б визначаємо за формулою (5 .52 )

Р б max P б 1;Р б 2;Р б 3 7,453 10 6 ; 1,510 6 ; 3,85 10 7,453 10 6 Н.

Розрахунок шпильок

Умова міцності шпильок в умовах монтажу (5 .58 )

5 Н.

230МПа

Розрахунок фланця на міцність

Згинальний момент від болтового навантаження обчислюємо за формулою (5 .65 )

M 01 P б b 7,453 10 6 82,5 6,15 10 8 Н мм.

Кут повороту фланця при затягненні з'єднання обчислюємо за формулою (5 .64 )

1

1 0,9

E 20

h 3

M 01

615 10 8 4,178 10 3 рад.

Прирощення згинального моменту від болтового навантаження M 01 визначаємо за формулою (5 .68 )

M 01 P б b Q д e

5 82,5 6,53 10 6 16,98 1,45 10 8 Н мм. 4,09 10

1

1 0,9

8

Прирощення кута повороту фланця в робочих умовах обчислюємо за формулою (5 .66 )

01

1,45 10рад.

Коефіцієнт f визначаємо за графіком, наведеним на рисунку 5.3 при 2,054 і l D S 0 140 1000 37 0,728, f

Розрахунковий діаметр D * визначаємо за формулою (5 .71 ) при діа-

f 1

T

Максимальну напружину вигину у перерізі товщиною S 1 визначаємо за формулою (5 .69 )

1,78

0,353

6,15

108

1076

76 2

2

65,6 МПа.

Меридіональні напружини в перерізі S 1 конічної втулки фланця при затягненні фланцевого з'єднання складають:

на зовнішній поверхні втулки

65,6 МПа;

на внутрішній поверхні втулки 65,6 МПа.

Меридіональні напружини в перерізі S 0 конічної втулки фланця при затягненні фланцевого з'єднання складають:

на зовнішній поверхні втулки

21 f в 1 65,6 65,6 МПа;

на внутрішній поверхні втулки

22 f в 1 65,6 65,6 МПа.

Прирощення напружини, що виникає в меридіональному напрямку в перерізі S 1 конічної втулки фланця від дії зовнішніх навантажень в робочих умовах, визначаємо за формулою (5 .75 )

м Q д 4 M D cn F 6,53 10 6 4 0 1090 0 28,08 МПа. D S 1 C 3,14 1000 76 2

Прирощення напружини, що виникає в меридіональному напрямку у перерізі конічної втулки товщиною S 1 від зміни згинального моменту в робочих умовах, визначаємо за формулою (5 .76 )

1,78

0,353

1,45

108

1076

76 2

2

15,43 МПа.

Прирощення меридіональних напружин в робочих умовах у перерізі S 1 конічної втулки фланця складають:

на зовнішній поверхні втулки за формулою (5 .73 )

11 м в 28,08 15,43 43,51 МПа;

на внутрішній поверхні втулки за формулою (5.74 )

12 м в 28,08 15,43 12,65 МПа.

Прирощення напружини, що виникає в меридіональному напрямку в перерізі S 0 конічної втулки фланця від дії зовнішніх навантажень в робочих умовах, визначаємо за формулою (5 .79 ) м Q d 4M D cn F 6,53 10 6 4 0 1090 0 59,37 МПа. D S 0 C 3,14 1000 37 2

Прирощення меридіональних напружин в робочих умовах у перерізі S 0 конічної втулки фланця визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні втулки (5 .77 )

21 м f в 59,38 1 15,43 74,81МПа;

на внутрішній поверхні втулки (5 .78 )

22 м f в 59,38 1 15,43 43,95МПа.

Окружні напружини у перерізі S 1 конічної втулки фланця при затягненні з'єднання визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні втулки (5 .84 )

Окружні напружини у перерізі S 0 конічної втулки фланця при затягненні з'єднання визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні втулки (5 .86 )

23 0,3 f в 0,3 1 65,6 19,67МПа;

на внутрішній поверхні втулки (5 .87 )

24 0,3 f в 0,3 1 65,6 19,67МПа.

Прирощення окружних напружин у перерізі S 1 конічної втулки фланця в робочих умовах визначаємо за формулами:

на зовнішній поверхні втулки (5 .90 )

на внутрішній поверхні втулки (5 .91 )

Прирощення окружних напружин у перерізі S 0 конічної втулки фланця в робочих умовах обчислюємо за формулами:

на зовнішній поверхні втулки (5 .92 )

Меридіональні та окружні напружини у перерізі S 1 конічної втулки фланця в робочих умовах за формулами (5 .98 )- (5 .101 ) складають:

109,11МПа;

52,95 МПа; 181,72МПа; 133,11МПа.

Умови статичної міцності фланця в перерізі S 1 ,які визначаються за формулами:

виконуються.

Меридіональні та окружні напружини в перерізі товщиною S 0 конічної втулки фланця в робочих умовах визначаємо за формулами

(5 .104 )- (5 .107 ):

21 р 21 21 65,6 74,81 140,41МПа;

21,56МПа;

124,30 МПа;

75,70МПа.

Умови статичної міцності приварних встик фланців у перерізі S 0 :

– при затягненні з'єднання (5 .102 )

виконується.

Розрахунок фланцевого з'єднання на малоциклову утомленість

За графіком, наведеним на рисунку 5 .4, при відношенні r S 1 7 76 0,092, визначаємо коефіцієнт a 3,25.

Головні напружини для приварних встик фланців визначаємо за формулами (5 .110 )- (5 .112 ):

1 11 3,25 65,6 213,1МПа;

2 max 21 ; 23 ; 21 23 max 65,6 ; 19,67; 45,93

65,6 МПа;

65,6 МПа. Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин при затягненні фланцевого з'єднання визначаємо за формулою (5 .109 ) a 0,5 max 1 ; 2 ; 3 0,5 max 213,1; 65,6; 65,6106,55 МПа.

Прирощення напружин для приварних встик фланців визначаємо за формулами (5 .117 )-(5 .119 ):

Розрахункову амплітуду зведених умовних пружних напружин в робочих умовах визначаємо за формулою (5 .116 )

р 0,5 max 1; 2; 3

a

0,5 max 141,5; 104,63; 95,37 70,75 МПа.

Характеристики матеріалу A і Б (низьколегованої сталі марки 16ГС ) визначаємо за таблицею 5 .7:

А 0,45 105 МПа;

В0,66R m 20 0,43R e 20 0,66 440 0,43 280 170МПа.

Коефіцієнт запасу міцності по числу циклів навантаження складає n N =10; коефіцієнт запасу міцності по напружинах – n =2.

Умовну амплітуду напружин при затягненні фланцевого з'єднання визначаємо за формулою (5 .124 )

max 106,55; 106,55 МПа.

Кількість збирань фланцевого з'єднання за весь термін служби

7

85 МПа.

Допустиме число циклів змінення режимів експлуатації при розрахунковій температурі визначаємо за формулою (5 .125 )



ДОДАТОК А

Межі застосування фланців посудин і апаратів

Таблиця А.1

Тиск номінальний PN ,

МПа

Марка сталі фланця

Розрахунковий тиск Р , МПа, при температурі t , °С

до 100

200

250

300

350

400

425

450

475

500

520

540

0,3

20, 20К

0,3

0,29

0,25

0,23

-

-

-

-

-

-

-

-

09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С,

10Г2С1, 10Г2,

09Г2

0,28

0,27

0,25

-

-

-

-

-

-

-

-

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

0,26

-

-

-

-

-

-

-

-

08Х22Н6Т,

0,25

0,23

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ,

0,27

0,24

-

-

-

-

-

-

-

-

0,6

20, 20К

0,6

0,57

0,51

0,46

0,45

0,38

0,35

0,26

0,20

-

-

-

09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С,

10Г2С1

0,55

0,54

0,50

0,46

0,39

0,33

10Г2, 09Г2

0,34

12Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

0,53

0,52

0,50

0,49

0,45

0,43

0,41

0,37

0,34

0,30

Продовження таблиці А.1

Тиск номінальний PN ,

МПа

Марка сталі фланця

Розрахунковий тиск Р , МПа, при температурі t , °С

до 100

200

250

300

350

400

425

450

475

500

520

540

0,6

08Х22Н6Т

0,6

0,56

0,51

0,46

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ

0,54

0,48

0,47

0,45

15ХМ

0,60

0,58

0,57

0,55

0,53

0,52

0,51

0,41

0,39

0,39

0,22

15Х5М

0,57

0,54

0,51

0,48

0,45

0,43

0,40

0,37

0,34

0,28

0,23

1,0

20, 20К

1,0

0,95

0,85

0,77

0,73

0,63

0,58

0,43

0,33

-

-

-

09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С,

10Г2С1

0,93

0,91

0,84

0,77

0,66

0,56

10Г2, 09Г2

0,58

0,54

12Х18Н10Т

08Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

0,92

0,88

0,86

0,84

0,82

0,76

0,72

0,69

0,62

0,56

0,50

08Х22Н6Т

0,94

0,85

0,77

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ

0,90

0,80

0,78

0,75

-

-

-

-

-

-

15ХМ

0,99

0,96

0,95

0,92

0,89

0,86

0,85

0,75

0,65

0,64

0,37

15Х5М

0,95

0,90

0,85

0,81

0,74

0,71

0,67

0,62

0,57

0,47

0,38

1,6

20, 20К

1,6

1,52

1,40

1,33

1,17

1,01

0,94

0,69

0,53

-

-

-

09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С,

10Г2С1

1,48

1,45

1,34

1,23

1,05

0,89

-

-

-

-

-


Продовження таблиці А.1

Тиск номінальний PN ,

МПа

Марка сталі фланця

Розрахунковий тиск Р , МПа, при температурі t , °С

до

100

200

250

300

350

400

425

450

475

500

520

540

1,6

10Г2, 09Г2

1,6

1,48

1,45

1,34

1,23

0,92

0,87

-

-

-

-

-

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

1,47

1,44

1,36

1,32

1,29

1,20

1,15

1,10

0,99

0,90

0,80

08Х22Н6Т

1,51

1,36

1,23

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ

1,44

1,36

1,28

1,24

1,19

-

-

-

-

-

-

15ХМ

1,60

1,49

1,43

1,35

1,42

1,40

1,37

1,15

0,96

0,72

0,59

15Х5М

1,52

1,44

1,36

1,29

1,19

1,15

1,07

1,01

0,91

0,78

0,53

2,5

20, 20К

2,5

2,38

2,32

2,09

1,87

1,60

1,46

-

-

-

-

-

09Г2С, 16ГС

2,31

2,26

1,90

1,64

1,40

1,08

0,83

10Г2, 09Г2

1,44

1,36

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

2,32

2,25

2,15

2,10

2,05

1,90

1,80

1,72

1,55

1,40

1,25

08Х22Н6Т

2,36

2,12

1,92

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ

2,25

1,99

1,94

1,87

15ХМ

2,50

2,49

2,40

2,32

2,25

2,12

1,95

1,80

1,50

1,12

0,83

15Х5М

2,38

2,25

2,13

2,00

1,80

1,67

1,57

1,43

1,22

-

-

Продовження таблиці А.1

Тиск номінальний PN ,

МПа

Марка сталі фланця

Розрахунковий тиск Р , МПа, при температурі t , °С

до 100

200

250

300

350

400

425

450

475

500

520

540

4,0

20, 20К

4,0

3,83

3,72

3,35

2,99

2,59

2,34

1,73

1,33

-

-

-

09Г2С, 16ГС

3,70

3,60

3,07

2,62

2,25

10Г2, 09Г2

2,30

2,17

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

3,70

3,52

3,40

3,25

3,00

2,88

2,68

2,52

2,28

1,96

1,32

08Х22Н6Т

3,77

-

3,08

-

-

-

-

-

-

-

-

06ХН28МДТ

3,59

3,20

3,10

2,98

15ХМ

4,00

4,00

3,90

3,67

3,55

3,45

3,12

2,28

2,40

1,80

1,32

15Х5М

3,80

3,60

3,40

3,20

3,00

2,88

2,68

2,52

2,28

1,96

6,3

20, 20К

6,0

6,00

5,76

5,38

4,69

4,06

3,75

2,78

2,13

-

-

-

09Г2С, 16ГС

5,83

5,80

5,33

4,13

3,50

10Г2, 09Г2

-

-

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т,

10Х17Н13М2Т,

10Х17Н13М3Т

5,94

5,76

5,55

5,37

5,25

4,86

4,61

4,42

3,97

3,58

3,20

08Х22Н6Т

5,35

4,85

-

-

-

-

-

-

-

-

15ХМ

6,26

6,26

6,23

5,95

5,76

5,44

5,00

4,60

3,84

2,88

2,10

15Х5М

6,08

5,76

5,45

5,12

4,80

4,60

4,28

4,03

3,65

3,14


Закінчення таблиці А.1

Тиск номінальний PN ,

МПа

Марка сталі фланця

Розрахунковий тиск Р , МПа, при температурі t , °С

До 100

200

250

300

350

400

425

450

475

500

520

540

8,0

20, 20К

8,0

7,00

6,80

6,00

5,50

5,00

4,20

3,20

-

-

-

-

16ГС

7,40

7,25

6,50

6,00

5,25

4,40

10Г2

4,60

4,30

15ХМ

8,00

8,00

7,60

7,34

7,00

6,40

6,00

5,60

4,50

3,90

2,50

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т

7,00

6,80

6,50

6,40

6,00

6,0

5,84

5,75

5,6

5,2

4,8

10,0

20, 20К

10,0

9,0

8,6

7,7

7,0

6,3

5,2

4,1

-

-

-

-

16ГС

10Г2

15ХМ

10,0

10,0

9,5

8,8

8,5

8,0

7,5

7,0

6,0

4,5

3,2

12Х18Н10Т

08Х18Н10Т

8,8

8,6

8,2

7,9

7,6

7,5

7,3

7,2

7,0

6,5

6,0

16,0

20, 20К

16,0

15,3

14,9

13,4

12,0

10,9

6,2

8,6

-

-

-

-

16ГС

14,8

14,5

-

12,3

9,2

8,7

-

-

-

-

-

10Г2

15ХМ

16,0

16,0

15,9

14,0

13,6

12,5

12,0

11,2

9,1

7,8

5,1

12Х18Н10Т,

08Х18Н10Т

14,0

13,7

13,1

12,7

12,1

12,0

11,7

11,5

11,2

10,4

9,6


ДОДАТОК Б Конструкція і розміри сталевих фланців посудин та апаратів Фланці плоскі приварні [29]

Конструкція та розміри фланців наведені на рисунках Б.1-Б.15 і в таблиці Б.1.

Позначення на рисунках Б.1-Б.15:

Н = 150 мм; hS , але не менше 15 мм.

Для фланців з пазом (виповнення 2, 7, 12) при застосуванні прокладки з фторопласту-4 розмір D 3 дорівнює D 5 , а розмір а = а 1 +0,6 мм.

Маса фланців наведена в таблиці Б.2.

Приклад умовного позначення фланця виповнення 1 діаметром

D =1200 мм на умовний тиск PN 0,6 МПа при висоті втулки Н =150 мм зі сталі марки 20:

Фланец 1-1200-0,6-150 Ст 20 ГОСТ 28759.2-90.

Те ж, для фланця з прокладкою з фторопласту:

Фланец 1-1200-0,6-150 Ф Ст 20 ГОСТ 28759.2-90.

При замовленні фланця без втулки висота втулки в позначенні не указується.

Рисунок Б.1 – Фланець плоский приварний з гладкою ущільнювальною поверхнею (виповння 1)

Рисунок Б.2 – Фланець плоский приварний з шипом (виповнення 3)

Рисунок Б.3 – Фланець плоский приварний з пазом (виповнення 2)

Рисунок Б.4 – Фланець плоский приварний з виступом (виповнення 5)

Рисунок Б.5 – Фланець плоский приварний із западиною (виповнення 4)

Рисунок Б.6 – Фланець плоский приварний з гладкою ущільнювальною поверхнею, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 6)

Рисунок Б.7 – Фланець плоский приварний із шипом, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 8)

Рисунок Б.8 – Фланець плоский приварний з пазом, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 7)

Рисунок Б.9 – Фланець плоский приварний з виступом, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 10)

Рисунок Б.10 – Фланець плоский приварний із западиною, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 9)

Рисунок Б.11 – Фланець плоский приварний з гладкою ущільнювальною поверхнею, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 11)

Рисунок Б.12 – Фланець плоский приварний з шипом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 13)

Рисунок Б.13 – Фланець плоский приварний з пазом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 12)

Рисунок Б.14 – Фланець плоский приварний з виступом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 15)

Рисунок Б.15 – Фланець плоский приварний із западиною, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 14)



Таблиця Б.1 – Розміри сталевих плоских приварних фланців посудин та апаратів

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

b

S

d

Болти (шпильки)

Тиск номіналь-

ний PN ,

МПа

діаметр

кількість

400

520

480

444

452

13,5

443

12

25

6

23

М20

16

0,6

535

495

458

466

457

30

8

20

1,0

35

1,6

500

620

580

544

552

543

25

20

0,6

640

600

564

572

663

35

24

1,0

40

10

1,6

600

720

680

644

652

14

643

25

8

20

0,3

30

24

0,6

740

700

664

672

663

35

10

28

1,0

40

1,6

50

12

800

920

880

842

852

841

25

8

28

0,3

35

32

0,6

945

905

866

876

865

40

10

40

1,0

55

12

1,6

1000

1130

1090

1052

1062

15,5

1050

13

30

8

23

М20

36

0,3

40

10

0,6

1145

1105

1066

1076

1064

50

12

44

1,0

65

1,6

1200

1330

1290

1248

1260

1246

35

8

0,3

45

10

0,6

Продовження таблиці Б.1

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

b

S

d

Болти (шпильки)

Тиск номіналь-

ний PN ,

МПа

діаметр

кількість

1200

1350

1310

1268

1280

15,5

1266

13

60

12

23

М20

56

1,0

75

14

1,6

1400

1530

1490

1448

1460

1446

35

8

48

0,3

50

10

52

0,6

1550

1510

1470

1484

1468

60

14

68

1,0

80

1,6

1600

1730

1690

1648

1660

17,5

1645

14

35

10

60

0,3

55

0,6

1780

1730

1682

1696

1679

70

16

27

М24

68

1,0

85

76

1,6

1800

1930

1890

1848

1860

1845

40

10

23

М20

64

0,3

60

68

0,6

1980

1930

1882

1896

1879

80

16

27

М24

84

1,0

95

1,6

2000

2130

2090

2046

2060

2043

50

10

23

М20

68

0,3

70

12

72

0,6

2185

2135

2086

2100

21,5

2083

18

85

16

27

М24

84

1,0

100

18

92

1,6

2200

2330

2290

2246

2260

17,5

2243

14

55

10

23

М20

72

0,3

70

12

80

0,6


Закінчення таблиці Б.1

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

b

S

d

Болти (шпильки)

Тиск номіналь-

ний PN ,

МПа

діаметр

кількість

2200

2385

2335

2286

2300

21,5

2283

18

90

18

27

М24

88

1,0

100

20

104

1,6

2400

2530

2490

2446

2460

17,5

2443

14

60

10

23

М20

80

0,3

80

12

88

0,6

2595

2540

2490

2505

21,5

2487

18

100

18

30

М27

92

1,0

2610

2550

2496

2510

2493

130

20

33

М30

88

1,6

2600

2750

2705

2656

2670

22

2653

65

10

27

М24

84

0,3

95

12

88

0,6

2800

2745

2695

2710

2692

115

18

30

М27

96

1,0

2800

2950

2905

2856

2870

2853

65

12

27

М24

88

0,3

105

92

0,6

3000

2945

2895

2910

2852

120

20

30

М27

108

1,0

3000

3150

3105

3066

3070

3053

70

12

27

М24

92

0,3

115

100

0,6

3220

3160

3106

3120

3103

135

20

33

М30

96

1,0

3200

3350

3305

3256

3270

3253

80

12

27

М24

100

0,3

130

108

0,6

3420

3360

3306

3320

27

3303

23

145

20

33

М30

104

1,0

3400

3580

3580

3466

3480

22

3463

18

95

12

88

0,3

3600

3780

3780

3666

3680

3663

105

92

3800

3980

3980

3866

3880

3863

115

96

4000

4180

4180

4066

4080

23

4063

125

104

Таблица Б.2 – Маса сталевих плоских приварних фланцев и втулки посудин та апаратів

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

Тиск номінальний PN ,

МПа

Виповнення фланця

Втулка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Маса, кг

400

0,6

13,4

12,9

15,6

14,9

12,1

15,6

16,8

16,6

16,3

17,2

12,4

15,6

15,4

15,5

15,5

9,0

1,0

18,7

18,1

20,9

20,3

17,3

21,4

22,5

21,9

21,7

22,9

17,1

20,9

20,3

20,5

20,7

12,0

1,6

22,3

21,7

24,5

23,9

20,9

24,6

25,6

25,0

24,8

26,0

20,2

24,1

23,4

23,7

23,9

500

0,6

15,9

15,2

18,5

17,7

14,3

18,8

19,7

19,5

19,2

20,3

14,4

18,1

18,0

18,0

18,0

15,0

1,0

28,5

27,7

31,2

30,3

26,7

31,5

33,0

32,0

31,8

33,5

25,9

31,0

29,9

30,3

30,7

1,6

32,6

31,9

35,3

34,5

30,9

35,4

36,0

35,0

34,8

36,5

28,9

33,8

32,8

33,2

33,5

18,8

600

0,3

19,0

18,2

22,1

21,2

17,1

22,5

23,5

23,3

22,9

24,2

17,2

21,5

21,4

21,5

21,4

17,9

0,6

23,2

22,3

26,3

25,3

21,3

26,0

27,1

26,9

26,5

27,7

20,8

25,1

25,0

25,1

25,0

1,0

33,0

32,1

36,2

35,2

31,0

37,0

37,6

36,5

36,3

38,3

29,4

35,0

34,0

34,4

34,7

22,5

1,6

38,3

37,4

41,5

40,5

36,3

41,5

42,2

41,1

40,8

42,9

33,9

39,6

38,6

39,0

39,3

800

0,3

24,6

23,5

28,6

27,4

22,0

28,9

30,4

30,2

29,8

31,2

22,1

27,8

27,7

27,9

27,6

23,8

0,6

35,9

34,8

39,9

38,8

33,3

38,7

40,2

39,9

39,5

40,9

31,9

37,6

37,5

37,7

37,3

1,0

51,5

50,4

55,7

54,5

48,8

55,9

57,1

55,4

55,2

57,9

45,6

53,5

51,8

52,6

52,9

29,9

1,6

72,3

71,2

76,5

75,3

69,6

73,5

73,3

71,6

71,4

74,1

61,8

69,3

68,0

68,6

68,8

36,0

1000

0,3

41,5

39,9

46,7

45,1

38,2

47,0

49,2

48,4

47,9

50,2

37,5

45,6

44,9

45,3

45,2

29,8

0,6

56,7

55,1

61,8

60,2

53,4

60,2

61,1

60,3

59,8

62,1

49,4

57,0

56,7

56,9

56,7

37,3

1,0

80,9

79,3

86,2

84,6

77,5

83,8

83,4

81,5

81,2

84,4

69,4

78,4

77,1

77,7

77,8

44,9

1,6

107,5

105,9

112,8

111,2

104,2

105,9

105,5

103,6

103,3

106,5

91,5

100,5

99,2

99,8

99,9

1200

0,3

58,4

56,6

64,7

62,9

54,3

63,4

66,1

65,4

64,9

67,2

52,4

61,9

61,3

61,8

61,2

35,7

0,6

76,4

74,6

82,6

80,8

72,3

78,6

79,9

79,1

78,6

80,9

66,1

75,1

74,9

75,3

74,2

44,7

1,0

121,1

119,3

127,5

125,6

117,0

121,4

121,2

118,7

118,5

122,3

103,7

115,2

113,1

114,2

114,1

53,8

1,6

152,8

151,0

159,2

157,4

148,7

146,1

143,9

141,4

141,2

145,0

126,4

137,3

135,7

136,6

136,3

62,8

Продовження таблиці Б.2

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

Тиск номінальний PN ,

МПа

Виповнення фланця

Втулка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Маса, кг

1400

0,3

68,0

65,9

75,3

73,2

63,3

73,7

76,9

76,1

75,4

78,1

60,9

72,0

71,3

71,9

71,2

41,6

0,6

99,2

97,1

106,4

104,3

94,4

99,9

101,5

100,6

100,0

102,7

85,5

95,9

95,7

96,1

95,2

52,0

1,0

138,5

136,5

145,8

143,7

133,8

138,4

136,2

132,8

132,7

137,2

115,1

128,3

125,8

127,3

126,7

73,2

1,6

188,6

186,6

195,9

193,8

183,9

178,7

176,5

173,1

173,1

177,5

155,4

168,6

166,2

167,7

167,1

1600

0,3

75,4

72,7

83,9

81,3

70,0

82,2

83,6

83,2

82,3

85,3

65,8

77,2

77,6

77,9

76,6

59,5

0,6

124,9

122,1

133,4

130,7

119,4

123,7

125,1

124,7

123,8

126,8

107,3

118,7

119,1

119,4

118,2

1,0

225,2

225,5

234,9

232,4

218,6

223,0

216,2

211,6

211,5

217,7

188,1

206,0

202,5

204,5

204,1

95,6

1,6

273,8

271,1

283,5

281,0

267,2

262,0

255,3

250,6

250,6

256,7

227,1

245,0

241,5

243,5

243,1

1800

0,3

98,7

95,6

108,3

105,3

92,6

104,1

105,6

105,2

104,2

107,5

85,7

98,4

98,2

99,2

97,8

66,9

0,6

153,6

150,4

163,1

160,1

147,4

150,0

151,5

151,1

150,1

153,4

131,6

144,3

144,8

145,1

143,7

1,0

287,5

284,4

298,3

295,5

280,1

277,7

270,1

264,9

264,9

271,8

238,6

258,6

254,7

256,9

256,5

107,4

1,6

344,7

341,7

355,6

352,7

337,3

324,2

316,6

311,4

311,4

318,3

285,1

305,1

301,2

303,4

303,0

2000

0,3

140,4

137,1

151,1

148,0

133,5

141,0

143,2

142,8

141,8

145,0

120,9

135,2

135,8

136,4

134,2

74,3

0,6

199,7

196,4

210,4

207,3

192,8

187,3

187,1

186,7

185,8

188,9

164,9

178,2

179,5

179,8

177,3

89,2

1,0

353,7

349,4

367,0

362,6

345,4

340,5

330,8

326,5

325,4

333,6

295,4

317,7

314,8

316,3

316,2

119,3

1,6

414,5

410,1

427,8

423,4

406,2

385,2

371,1

366,9

165,7

373,9

335,8

357,1

355,0

356,2

355,8

134,3

2200

0,3

171,4

167,8

183,1

179,7

163,8

169,3

171,7

171,2

170,2

173,7

147,2

162,9

163,5

164,2

161,8

81,7

0,6

218,8

215,2

230,6

227,1

211,2

205,1

204,9

204,5

203,4

206,9

180,5

195,1

196,6

196,9

194,1

98,1

2200

1,0

411,5

406,7

426,1

421,3

402,5

389,1

373,5

368,9

367,7

376,7

334,9

358,2

355,9

357,2

356,7

147,6

1,6

451,0

446,2

465,6

460,7

441,9

414,1

393,8

389,2

387,9

396,9

355,1

377,3

375,9

376,9

376,1

164,0



Продовження таблиці Б.2

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

Тиск номінальний PN ,

МПа

Виповнення фланця

Втулка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Маса, кг

2400

0,3

204,7

200,7

217,4

213,7

196,4

199,4

202,0

201,5

200,4

204,1

175,4

192,5

193,1

193,8

191,2

89,1

0,6

274,6

270,6

287,3

283,6

266,3

252,4

252,2

251,7

250,6

154,4

225,6

241,5

243,1

243,5

240,5

107,0

1,0

570,4

565,2

587,8

582,5

559,1

542,2

523,4

516,0

515,5

526,8

475,7

506,0

501,1

503,5

503,9

160,9

1,6

737,4

732,1

754,8

749,4

726,1

668,9

644,3

637,5

636,4

647,8

596,6

625,8

621,8

623,8

623,9

178,9

2600

0,3

277,9

272,1

294,3

288,6

267,9

273,2

275,3

275,7

273,3

279,0

242,6

264,2

265,4

265,5

263,7

96,5

0,6

411,2

405,5

427,7

422,0

401,3

380,6

378,0

379,5

377,0

382,8

346,3

366,7

368,8

368,6

366,4

115,8

1,0

676,0

670,3

693,8

688,2

664,8

626,3

606,5

599,3

598,2

610,1

556,3

587,7

582,5

585,2

582,3

174,2

2800

0,3

297,2

291,0

314,8

308,8

286,5

289,1

287,4

287,9

285,3

291,5

252,2

274,2

276,5

276,2

273,8

124,8

0,6

492,1

485,9

509,7

503,7

481,4

450,8

449,0

449,6

446,9

453,1

413,9

435,8

438,1

437,9

435,4

1,0

753,6

747,4

772,7

766,7

741,5

685,8

657,7

649,9

648,9

661,7

603,8

636,1

631,7

634,2

633,8

208,5

3000

0,3

344,8

338,2

363,7

357,2

333,4

331,7

329,8

330,4

327,6

334,2

292,2

315,7

318,2

317,9

315,3

133,6

0,6

577,9

571,3

596,8

590,3

566,5

254,7

522,8

523,4

520,6

527,2

485,2

508,7

511,1

510,9

508,3

1,0

1016

1009

1037

1031

1002

930,2

896,4

885,8

884,8

900,8

832,6

872,4

864,7

868,3

869,5

223,9

3200

0,3

442,7

415,6

442,8

435,8

410,5

399,1

397,1

397,8

394,8

401,8

357,1

382,0

384,7

384,4

381,7

142,5

0,6

698,3

691,2

718,4

711,4

686,1

627,2

625,2

625,8

622,8

629,9

585,2

610,1

612,8

612,5

609,7

1,0

1162

1153

1188

1178

1147

1055

1017

1010

1007

1024

951,1

991,4

987,6

989,0

990,3

238,0

3400

0,3

649,4

641,9

673,4

666,1

633,8

617,0

614,9

613,1

610,3

619,9

563,7

598,0

597,5

598,4

596,8

151,4

3600

0,3

763,0

755,0

788,4

780,6

746,5

718,0

715,7

713,7

710,8

721,0

661,6

697,8

697,3

698,3

696,5

160,3

3800

0,3

884,9

876,4

911,6

903,4

867,5

826,1

823,7

821,6

818,5

829,2

766,6

804,8

804,2

805,3

803,4

169,1

4000

0,3

1012

1003

1040

1031

993,5

937,9

935,4

933,2

930,0

941,3

875,4

915,6

914,9

916,1

914,1

178,0



Фланці приварні встик [30] Конструкція та розміри фланців наведені на рисунках Б.16-Б.27 і в таблицях Б.3-Б.4.

При застосування прокладки з фторопласту-4 (таблиця Б.3) розмір D 3 слід приймати рівним D 5 , а розмір a = a 1 +6 мм.

Приклад умовного позначення фланця виповнення 1, діаметром 1200 мм на номінальний (умовний) тиск PN 5 МПа зі сталі марки 12Х18Н10Т:

Фланец 1-1200-2,5-12Х18Н10Т ГОСТ 28759.3-90.

Те ж, для фланця з прокладкою з фторопласту:

Фланец 1-1200-2,5-Ф-12Х18Н10Т ГОСТ 28759.3-90.

Приклад умовного позначення фланця апарата із зовнішнім базовим діаметром 720 мм, виповнення 1 на номінальний (умовний) тиск 2,5 МПа зі сталі марки 12Х18Н10Т:

Фланец 1-720-2,5-12Х18Н10Т ГОСТ 28759.3-90.

Маса фланців наведена в таблиці Б.5.

Рисунок Б.16 – Фланець приварний встик з виступом (виповнення 2)

Рисунок Б.17 – Фланець приварний встик із западиною (виповнення 1)

Рисунок Б.18 – Фланець приварний встик з шипом (виповнення 4)

Рисунок Б.19 – Фланець приварний встик з пазом (виповнення 3)

Рисунок Б.20 – Фланець приварний встик з виступом, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 6)

Рисунок Б.21 – Фланець приварний встик із западиною, облицьований листом з корозійностійкої сталі (виповнення 5)

Рисунок Б.22 – Фланець приварний встик з шипом, облицьований листом із корозійностійкої сталі (виповнення 8)

Рисунок Б.23 – Фланець приварний встик з пазом, облицьований листом із корозійностійкої сталі (виповнення 7)

Рисунок Б.24 – Фланець приварний встик з виступом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 10)

Рисунок Б.25 – Фланець приварний встик із западиною, наплавлений корозійностійкої сталлю (виповнення 9)

Рисунок Б.26 – Фланець приварний встик з шипом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 12)

Рисунок Б.27 – Фланець приварний встик з пазом, наплавлений корозійностійкою сталлю (виповнення 11)


Таблиця Б.3 – Розміри сталевих приварних встик фланців

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

D 6

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний PN ,

МПа

діаметр

кількість

400

535

495

458

466

13,5

457

12

412

432

35

65

23

М20

20

1,0

436

70

1,6

418

440

40

75

24

2,5

590

530

15,5

14

424

454

50

95

33

М30

20

4,0

428

460

70

120

6,3

500

640

600

564

572

13,5

563

12

514

532

35

65

23

М20

24

1,0

536

70

1,6

522

544

45

80

28

2,5

695

635

558

15,5

557

14

524

560

60

115

33

М30

20

4,0

532

568

75

130

6,3

600

740

700

664

672

14

663

12

614

634

35

65

23

М20

28

1,0

616

640

70

1,6

624

648

50

85

32

2,5

795

735

658

16

657

14

630

664

65

115

33

М30

28

4,0

820

750

670

685

669

640

680

85

145

6,3

800

945

905

866

876

14

865

12

818

838

40

70

23

М20

40

1,0

846

45

85

1,6

955

915

876

886

875

830

860

55

100

48

2,5

1005

945

870

20,5

868

18

838

876

75

130

33

М30

36

4,0

1055

985

885

910

883

848

904

95

180

40

М36

6,3

1000

1145

1105

1066

1076

15,5

1064

13

1020

1044

50

85

23

М20

44

1,0


Продовження таблиці Б.3

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

D 6

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номіналь-

ний PN ,

МПа

діаметр

кіль-

кість

1000

1145

1105

1066

1076

15,5

1064

13

1024

1050

55

95

23

М20

44

1,6

1175

1125

1080

1092

1078

1036

1066

60

105

27

М24

52

2,5

1240

1170

1075

20,5

1073

18

1042

1088

90

160

40

М36

40

4,0

1300

1220

1095

1110

1093

1056

1126

115

220

46

М42

6,3

1200

1350

1310

1268

1280

15,5

1266

13

1220

1248

50

95

23

М20

56

1,0

1224

1256

60

110

1,6

1400

1345

1296

1310

1294

25

1238

1276

70

130

30

М27

2,5

1455

1385

1290

28

1287

1248

1302

105

185

40

М36

48

4,0

1520

1440

1310

1326

1307

1268

1346

120

235

46

М42

6,3

1400

1550

1510

1470

1484

15,5

1468

13

1420

1452

55

105

23

М20

68

1,0

1430

1460

65

110

1,6

1610

1555

1506

1520

1504

25

1438

1484

75

145

30

М27

64

2,5

1670

1600

1495

28

1492

1454

1516

105

200

40

М36

56

4,0

1770

1675

1522

1545

1519

1476

1562

145

275

58

М52

44

6,3

1600

1780

1730

1682

1696

17,5

1679

14

1626

1660

55

105

27

М24

68

1,0

1634

1668

65

115

76

1,6

1820

1760

1708

1720

1705

1642

1690

80

155

33

М30

68

2,5

1915

1830

28,5

25

1664

1732

125

225

46

М42

60

4,0

1995

1900

1732

1750

1729

1686

1784

155

300

58

М52

56

6,3

1800

1980

1930

1882

1896

17,5

1879

14

1828

1864

60

115

27

М24

84

1,0

1836

1872

70

125

1,6

2025

1965

1910

1928

1907

1842

1896

90

170

33

М30

80

2,5

Продовження таблиці Б.3

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

D 6

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний PN ,

МПа

діаметр

кількість

2000

2185

2135

2086

2100

21,5

2083

18

2028

2064

65

130

27

М24

84

1,0

2036

2074

80

140

92

1,6

2235

2175

2116

2130

2113

2044

2104

105

195

33

М30

80

2,5

2200

2385

2335

2286

2300

21,5

2283

18

2228

2270

70

135

27

М24

88

1,0

2236

2278

85

150

104

1,6

2400

2595

2540

2490

2505

2487

2432

2470

80

135

30

М27

92

1,0

2610

2550

2496

2510

2493

2440

2480

110

170

33

М30

88

1,6

2600

2800

2745

2695

2710

22

2692

2632

2676

85

150

30

М27

96

1,0

2815

2755

2700

2715

2697

2644

2684

115

175

33

М30

1,6

2800

3000

2945

2895

2910

2892

2836

2876

90

150

30

М27

108

1,0

3020

2960

2906

2920

2903

2848

2884

125

180

33

М30

104

1,6

3000

3220

3160

3106

3120

3103

3036

3080

100

160

96

1,0

3048

30 90

135

200

116

1,6

3200

3420

3360

3306

3320

27

3303

23

3236

3284

105

175

104

1,0

3252

3292

145

205

124

1,6

3400

3600

3540

3486

3500

3483

3440

3466

75

115

100

0,6

3620

3560

3506

3520

3503

3486

115

185

108

1,0

3600

3800

3740

3686

3700

3683

3640

3666

75

115

104

0,6

3820

3760

3706

3720

3703

3644

3686

125

190

112

1,0

3800

4010

3950

3896

3910

3893

3840

3870

85

130

108

0,6

4050

3980

3916

3930

3913

3548

3890

125

190

40

М36

100

1,0

4000

4220

4160

4106

4120

27,5

4103

4040

4080

90

150

33

М30

112

0,6

4250

4180

4116

4130

28

4113

4050

4096

125

195

40

М36

108

1,0

Таблиця Б.4– Розміри сталевих приварних встик фланців для апаратів із зовнішнім базовим діаметром

Розміри в міліметрах

Розміри труби d ×S

D

d 1

D 2

D 3

D 4

a

D 5

a 1

D 6

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний PN ,

МПа

діаметр

кількість

426×10

406

535

495

458

466

13,5

457

12

426

444

40

70

23

М20

24

2,5

590

530

15,5

14

432

460

50

90

33

М30

20

4,0

426×12

402

432

462

70

115

6,3

480×12

456

590

550

514

522

13,5

513

12

480

494

45

70

23

М20

24

2,5

640

580

508

516

15,5

507

14

482

510

55

100

33

М30

20

4,0

530×10

510

640

600

564

572

13,5

563

12

532

550

45

70

23

М20

28

2,5

530×12

506

695

635

558

15,5

557

14

535

566

60

105

33

М30

24

4,0

630×10

610

740

700

664

672

14

663

12

632

650

50

75

23

М20

32

2,5

630×14

602

795

735

658

16

657

14

635

662

70

115

33

М30

28

4,0

720×10

700

840

800

762

772

14

763

12

720

740

45

75

23

М20

32

1,6

720×14

696

850

810

774

782

773

724

750

50

95

23

М20

40

2,5

Таблиця Б.5 – Маса приварних встик фланців з внутрішнім базовим діаметром

Діаметр апарата

D , мм

Тиск номінальний PN , МПа

Виповнення фланця

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Маса, кг

400

1,0

25,4

25,4

26,3

24,4

34,3

35,8

35,4

34,5

28,0

30,0

34,3

34,3

1,6

26,4

26,3

27,2

25,3

35,4

36,9

36,6

35,6

29,2

31,4

36,4

35,4

2,5

30,3

30,3

31,2

29,3

39,6

41,0

40,6

39,8

33,3

35,6

39,6

39,6

4,0

56,4

55,2

57,1

54,3

67,5

69,0

68,5

67,8

60,1

63,2

66,3

67,6

6,3

79,2

78,0

80,0

77,2

91,4

92,9

92,3

91,7

84,0

88,1

90,2

91,5

500

1,0

32,4

32,6

33,6

31,1

43,8

45,9

45,3

44,0

35,6

38,6

44,3

44,1

1,6

33,6

33,8

34,8

32,3

45,2

47,3

46,8

46,4

37,1

40,0

46,7

45,5

2,5

43,9

44,1

45,1

42,6

56,0

58,1

57,5

56,2

47,8

50,8

56,5

56,3

4,0

86,6

85,0

87,5

83,9

101,8

103,4

103,0

101,9

92,3

96,0

100,6

102,1

6,3

108,7

107,1

109,6

106,0

124,6

126,2

125,8

124,8

115,1

118,8

123,4

124,9

600

1,0

38,4

38,7

39,9

36,9

52,0

54,4

53,8

52,2

42,3

45,8

52,5

52,9

1,6

40,4

40,7

41,9

38,9

54,3

56,7

56,1

54,5

44,6

48,0

54,8

55,2

2,5

57,9

58,2

59,4

56,4

72,6

75,1

74,5

72,9

63,0

66,4

73,0

73,6

4,0

109,3

107,4

110,3

106,1

127,3

129,0

128,8

127,5

116,1

120,5

120,0

128,2

6,3

169,2

167,4

170,7

161,5

190,7

193,1

192,7

190,8

177,8

183,0

190,1

191,3

800

1,0

59,9

60,2

61,9

57,8

78,7

81,9

81,3

78,9

65,4

70,1

79,8

81,1

1,6

71,5

71,9

73,6

69,4

91,5

94,7

94,1

91,7

78,2

82,9

92,6

93,9

2,5

97,9

98,8

100,5

95,7

120,4

124,2

123,5

120,5

105,1

111,0

122,6

122,5

4,0

177,3

175,5

178,8

173,6

203,9

206,9

206,0

204,4

187,6

193,7

203,3

206,4

6,3

300,5

297,9

302,8

295,0

335,4

338,6

338,2

335,2

314,8

322,5

336,1

336,7

1000

1,0

95,7

96,1

98,0

93,3

120,5

124,5

123,5

120,9

104,1

109,8

101,6

121,6

1,6

109,2

109,6

111,4

106,7

135,0

138,9

137,9

135,8

118,6

124,3

136,1

139,9

2,5

147,2

147,8

150,4

143,8

177,2

181,9

181,1

177,3

157,6

164,7

179,9

181,4

Продовження таблиці Б.5

Діаметр апарата

D , мм

Тиск номінальний PN , МПа

Виповнення фланця

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Маса, кг

1000

4,0

309,7

306,6

311,9

303,8

347,9

351,9

350,8

348,4

325,5

334,4

346,8

352,6

6,3

538,1

534,4

541,6

530,1

587,3

592,8

591,5

587,7

559,9

571,7

586,9

591,5

1200

1,0

123,3

123,7

126,1

120,1

154,9

159,6

158,6

155,2

134,6

141,5

156,7

162,6

1,6

152,2

152,6

155,0

149,0

185,6

190,3

189,3

185,8

165,2

172,2

187,4

193,3

2,5

242,4

244,1

247,8

237,9

285,4

292,0

291,2

285,0

248,3

268,1

291,1

291,5

4,0

466,0

463,3

468,6

460,0

518,0

523,6

521,4

519,4

488,0

499,6

518,4

526,0

6,3

740,8

737,3

744,9

732,1

804,6

812,1

809,6

806,1

768,7

784,0

805,4

812,2

1400

1,0

159,6

160,6

163,1

156,0

198,5

204,1

202,9

198,5

174,2

182,2

201,4

209,5

1,6

188,7

189,1

192,2

185,0

228,2

233,8

232,7

228,5

203,9

212,0

231,1

239,3

2,5

326,7

329,1

333,3

320,8

380,5

389,1

388,1

379,8

346,8

359,1

389,1

389,6

4,0

605,4

601,9

608,8

597,5

670,4

676,7

674,2

671,4

633,1

647,1

672,2

681,2

6,3

1170,6

1164,9

1176,5

1157,6

1256,6

1265,6

1263,4

1257,3

1208,7

1228,9

1258,7

1266,2

1600

1,0

219,1

219,9

223,9

213,7

267,5

274,8

273,5

267,6

235,7

246,9

271,9

282,8

1,6

259,3

260,1

264,1

253,9

309,3

316,6

315,2

309,4

277,5

288,7

313,8

324,4

2,5

417,2

419,7

424,6

410,4

480,7

490,9

489,3

408,5

441,5

456,5

489,7

494,5

4,0

931,2

927,2

936,4

920,6

1012,3

1022,6

1018,7

1014,8

966,8

986,6

1012,6

1028,9

6,3

1550,0

1544,1

1557,9

1534,5

1654,7

1666,5

1663,5

1656,0

1597,7

1622,7

1657,4

1668,8

1800

1,0

272,1

273,0

277,5

266,1

328,3

336,4

334,9

328,3

292,6

305,2

333,2

348,3

1,6

319,2

320,1

324,6

313,2

377,1

385,3

383,8

377,2

341,4

354,0

382,1

397,2

2,5

535,1

537,6

543,7

526,8

611,1

621,9

620,9

609,9

666,3

581,9

622,8

628,5

2000

1,0

343,4

344,9

348,9

337,9

410,0

419,6

416,9

411,2

369,1

383,6

415,5

436,8

1,6

413,3

415,8

419,8

408,7

482,8

492,4

489,7

484,0

442,0

456,5

488,4

509,6

2,5

732,9

736,5

742,2

724,9

823,4

836,8

834,1

823,8

771,5

791,2

835,8

848,0

Закінчення таблиці Б.5

Діаметр апарата

D , мм

Тиск номінальний PN , МПа

Виповнення фланця

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Маса, кг

2200

1,0

407,3

409,0

413,4

401,2

481,5

492,0

489,1

432,8

436,7

452,6

487,6

514,9

1,6

488,1

489,1

494,2

482,1

565,6

576,1

573,1

566,9

520,7

536,7

571,7

599,0

2400

1,0

502,2

503,9

509,4

494,8

586,4

597,3

694,2

586,5

534,2

552,5

593,0

625,4

1,6

733,2

735,1

741,3

724,8

827,5

840,5

837,2

828,6

775,5

793,5

836,0

867,3

2600

1,0

610,9

613,6

619,4

602,7

706,7

720,4

717,1

707,8

649,2

670,0

716,8

754,3

1,6

850,3

852,8

859,7

840,9

995,6

970,2

966,8

956,5

895,2

917,4

966,5

1002,7

2800

1,0

681,6

684,5

690,8

672,8

784,7

799,5

795,9

785,8

723,0

745,2

795,6

840,9

1,6

997,9

1001,6

1008,7

987,5

1114,8

1131,3

1127,5

1115,0

1047,0

1077,2

1128,3

1169,7

3000

1,0

878,8

883,2

890,8

868,1

998,0

1016,1

1012,1

999,0

926,2

952,9

1012,8

1062,6

1,6

1170,5

1177,9

1184,4

1180,6

1305,0

1325,0

1320,9

1035,0

1229,0

1257,0

1325,2

1368,5

3200

1,0

1004,9

1009,5

1015,7

995,9

1136,7

1156,0

1149,6

1140,2

1060,2

1083,6

1150,5

1213,6

1,6

1360,8

1325,9

1332,7

1312,3

1502,0

1481,9

1476,1

1466,0

1425,5

1414,5

1476,9

1539,6

3400

0,6

656,3

657,1

663,5

647,7

765,7

781,9

773,2

770,2

694,9

720,7

770,9

856,0

1,0

1164,5

1169,5

1175,9

1155,0

1307,8

1328,2

1321,5

1311,5

1226,6

1256,8

1322,4

1359,6

3600

0,6

694,9

695,7

702,5

685,8

810,6

827,7

820,7

815,4

735,8

763,0

816,1

912,6

1,0

1317,6

1322,8

1329,6

1307,5

1470,9

1492,6

1485,5

1474,8

1385,1

1418,9

1486,4

1770,3

3800

0,6

878,9

882,1

889,9

868,8

1012,4

1032,5

1023,4

1016,9

927,6

958,8

1023,4

1125,4

1,0

1442,7

1450,7

1457,8

1431,7

1608,5

1633,7

1626,2

1612,1

1512,4

1548,1

1630,1

1718,7

4000

0,6

937,1

943,0

950,5

926,0

1076,6

1100,7

1092,8

1080,9

981,3

1016,7

1093,7

1201,1

1,0

1523,3

1535,6

1543,2

1515,7

1701,6

1728,2

1720,3

1705,5

1600,3

1638,2

1724,4

1824,7


Фланці під прокладку восьмикутного перерізу [31]

Конструкція і розміри фланців на номінальний (умовний) тиск PN 6,3 МПа наведені на рисунках Б.28-Б.29 і в таблиці Б.6.

Конструкція і розміри фланців на номінальний (умовний) тиск PN 8,0-16,0 МПа наведені на рисунках Б.30-Б.31 і в таблиці Б.6. Маса фланців наведена в таблиці Б.7.

Рисунок Б.28 – Монометалевий приварний встик фланець під прокладку восьмикутного перерізу на номінальний тиск PN 6,3 МПа

153

Рисунок Б.29 – Приварний встик фланець під прокладку восьмикутного перерізу, наплавлений корозійностійкою сталлю, на номінальний

(умовний) тиск PN 6,3 МПа

154

Рисунок Б.30 – Монометалевий приварний встик фланець під прокладку восьмикутного перерізу на номінальний (умовний) тиск PN

8,0-16,0 МПа

155

Рисунок Б.31 – Приварний встик фланець під прокладку восьмикутного перерізу, наплавлений корозійностійкою сталлю, на номінальний (умовний) тиск PN 8,0-16,0 МПа

Приклад умовного позначення приварного встик апаратного фланця з внутрішнім базовим діаметром 1200 мм, виповнення 1, на номінальний (умовний) тиск PN 6,3 МПа, зі сталі марки 12Х18Н10Т:

Фланец 1-1200-63-12Х18Н10Т ГОСТ 28759.4-90 .

156



Таблиця Б.6 – Розміри сталевих приварних встик фланців під прокладку восьмикутного перерізу

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 6

D 7

b

H

h

a

R

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний PN ,

МПа

діа-

метр

кіль-

кість

400

590

530

430

490

428

460

70

120

8

7

1,6

33

М30

20

6,3

620

555

475

516

436

472

135

24

8,0

630

565

526

442

484

76

155

10,0

715

630

578

462

526

104

220

12

10

46

М42

20

16,0

500

895

635

560

590

532

568

75

130

8

7

33

М30

24

6,3

735

670

575

631

542

586

76

155

10

9

28

8,0

750

685

646

550

602

88

185

10,0

840

755

703

576

652

115

255

15

13

2,4

46

М42

24

16,0

600

820

750

685

710

640

680

85

145

8

9

1,6

33

М30

28

6,3

845

780

675

741

648

698

175

12

32

8,0

885

810

762

658

718

102

210

40

М36

28

10,0

985

890

832

688

776

130

290

15

15

2,4

52

М48

24

16,0

800

1055

985

890

935

848

904

95

180

12

9

1,6

40

М36

36

6,3

1095

1020

875

974

860

924

106

225

13

12

2,4

8,0

1140

1055

1003

874

950

125

265

46

М42

32

10,0

1290

1170

910

1094

914

1030

175

390

19

23

70

М64

24

16,0

1000

1300

1220

1070

1163

1056

1126

115

220

13

12

46

М42

40

6,3

1340

1255

1090

1203

1074

1152

130

270

16

16

8,0

1390

1295

1237

1090

1180

156

325

52

М48

36

10,0

1550

1425

1120

1345

1140

1280

200

460

22

26

74

М68

32

16,0

Закінчення таблиці Б.6

Розміри в міліметрах

Діаметр апарата

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 6

D 7

b

H

h

a

R

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний PN ,

МПа

діаметр

кількість

1200

1520

1440

1280

1385

1268

1346

130

245

15

13

2,4

46

М42

48

6,3

1590

1495

1290

1437

1286

1376

148

310

17

20

52

М48

44

8,0

1645

1535

1469

1304

1408

180

370

60

М56

40

10,0

1840

1695

1350

1603

1366

1532

238

545

25

31

86

М80

32

16,0

1400

1770

1675

1460

1610

1476

1562

155

285

16

16

58

М52

44

6,3

1825

1720

1500

1658

1498

1598

172

355

20

24

48

8,0

1890

1775

1703

1520

1640

205

425

66

М60

44

10,0

1600

1990

1900

1705

1835

1686

1784

160

305

16

19

58

М52

56

6,3

2060

1950

1710

1884

1710

1820

196

410

22

26

60

М56

52

8,0


Таблиця Б.7 – Маса приварних встик фланців під прокладку восьмикутного перерізу

Діаметр апарата

D , мм

Тиск номінальний PN ,

МПа

Маса, кг

400

6,3

80,2

8,0

99,4

10,0

108,6

16,0

253,0

500

6,3

109,7

8,0

158,4

10,0

197,4

16,0

389,4

600

6,3

170,8

8,0

213,2

10,0

307,2

16,0

601,1

800

6,3

302,3

8,0

433,0

10,0

612,1

16,0

1363,1

Діаметр апарата

D , мм

Тиск номінальний PN ,

МПа

Маса, кг

1000

6,3

541,0

8,0

761,3

10,0

1087,8

16,0

2230,5

1200

6,3

791,5

8,0

1194,7

10,0

1690,2

16,0

3716,0

1400

6,3

1236,9

8,0

1744,2

10,0

2491,5

1600

6,3

1604,9

8,0

2482,6

Фланці перехідні

Конструкції та розміри перехідних фланців з ущільнювальною поверхнею типу “виступ” наведені на рисунку Б.32 і в таблиці Б.8, а фланців з ущільнювальною поверхнею під прокладку восьмикутного перерізу – на рисунку Б.33 і в таблиці Б.9.

Приклад умовного позначення перехідного фланця з виступом виповнення 1 з внутрішнім діаметром 1200 мм, на номінальний (умовний) тиск PN 2,5 МПа:

Фланец П-1-1200-25 ОСТ 26-02-1370-61 .

Приклад умовного позначення перехідного фланця під прокладку восьмикутного перерізу виповнення 1 з внутрішнім діаметром 1200 мм, на номінальний (умовний) тиск PN 6,4 МПа:

Фланец ПВ-1-1200-64 ОСТ 26-02-1371-61 .

159

а б

а – виповнення 1; б – виповнення 3

Рисунок Б.32 – Фланці перехідні з ущільнювальною поверхнею з виступом

160

а – виповнення 1; б – виповнення 2

Рисунок Б.33 – Фланці перехідні із ущільнювальною поверхнею під металеву прокладку восьмикутного перерізу

161


Таблиця Б.8 – Розміри та параметри перехідних фланців з виступом

Розміри в міліметрах

D

D в

D 1

D 2

D 5

D 5

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номинальний

PN , МПа

діаметр

число

400

500

640

600

563

412

444

30

75

23

М20

24

1,0

452

35

95

1,6

418

456

50

105

28

2,5

695

635

557

424

480

55

140

33

М30

24

4,0

432

500

65

170

6,4

500

600

740

700

663

514

544

35

80

23

М20

28

1,0

556

40

105

1,6

522

564

50

115

32

2,5

795

735

657

528

584

65

150

33

М30

28

4,0

820

750

669

538

610

80

190

6,4

600

700

840

800

763

614

652

35

95

23

M20

32

1,0

616

656

50

110

1,6

850

810

773

624

670

55

125

40

2,5

895

835

757

630

688

70

155

33

M30

32

4,0

800

1055

985

883

644

750

115

275

40

M36

36

6,4

800

900

1045

1005

965

818

866

40

115

23

M20

40

1,0

820

868

55

130

1,6

1070

1020

977

830

880

65

140

27

M24

48

2,5

1110

1050

968

838

902

85

180

33

M30

40

4,0

1000

1300

1220

1093

852

960

145

310

46

M42

6,4

Закінчення таблиці Б.8

Розміри в міліметрах

D

D в

D 1

D 2

D 5

D 5

D 7

b

H

d

Болти (шпильки)

Тиск номінальний

PN , МПа

діаметр

число

1000

1100

1250

1210

1166

1020

1072

45

125

23

M20

52

1,0

1024

1080

60

145

1,6

1285

1235

1188

1036

1100

65

160

27

M24

56

2,5

1345

1275

1185

1044

1120

95

210

40

M36

44

4,0

1200

1520

1440

1307

1060

1172

180

350

46

M42

48

6,4

1200

1400

1550

1510

1468

1220

1294

55

165

23

M20

68

1,0

1228

1312

85

210

1,6

1610

1555

1504

1238

1332

100

240

30

M27

64

2,5

1670

1600

1492

1250

1352

145

300

40

M36

56

4,0

1770

1675

1519

1272

1410

185

390

58

M52

44

6,4


Таблиця Б.9 – Розміри та параметри перехідних фланців під металеву прокладку восьмикутного перерізу

Розміри в міліметрах

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 6

D 7

b

H

h

a

R

d

Болти

(шпильки)

Тиск номінальний

PN , МПа

діаметр

число

400

500

695

635

560

590

432

500

60

170

8

6

1,

33

М30

24

6,4

500

600

820

750

685

710

538

610

80

195

8

8

33

М30

28

6,4

700

980

905

775

859

542

650

130

300

12

10

40

М36

32

8,0

600

800

1055

985

890

935

644

750

120

280

12

9

2,4

40

М36

36

6,4

1095

1020

875

974

648

770

140

340

13

12

8,0

800

900

1180

1110

1025

1060

852

922

145

250

12

9

1,6

40

М36

40

6,4

1000

1300

1220

1070

1165

960

150

315

13

12

2,4

46

М42

1348

1255

1090

1203

860

1000

155

385

16

16

8,0

1000

1200

1520

1440

1280

1385

1060

1170

185

325

15

13

48

6,4

1200

1400

1770

1675

1460

1610

1272

1410

390

16

16

58

М52

44

6,4


ДОДАТОК В Конструкції та розміри фланців арматури, з’єднувальних частин і трубопроводів Фланці сталеві плоскі приварні [22]

Конструкція та розміри фланців наведені на рисунках В.1-В.3, В.6 і в таблиці В.1.

Допускається виготовлення фланців з ущільнювальними поверхнями виповнень 4, 5, 8 і 9 (рисунки В.4, В.5).

Розміри ущільнювальних поверхонь для фланців виповнень 8, 9 під фторопластові прокладки наведені в таблиці В.2.

Маса фланців наведена в таблиці В.8.

Приклад умовного позначення круглого сталевого плоского приварного фланця на номінальний розмір (умовний прохід) DN 50 мм і номінальний (умовний) тиск PN 1,0 МПа, зі сталі 25, виповнення 1 (зі з’єднувальним виступом):

Фланец 1-50-10 ст. 25 ГОСТ 12820-80.

Те ж, квадратного:

Фланец квадратный 1-50-10 ст. 25 ГОСТ 12820-80.

Для фланців типу „шип-паз” під фторопластові прокладки до умовного позначення слід додавати букву Ф після позначення умовного тиску.

Рисунок В.1 – Фланець сталевий арматури і трубопроводів плоский приварний зі з’єднувальним виступом (виповнення 1)

165

Рисунок В.2 – Фланець сталевий для арматури і трубопроводів плоский приварний з виступом (виповнення 2)

Рисунок В.3 – Фланець сталевий для арматури і трубопроводів плоский приварний із западиною (виповнення 3)

166

Рисунок В.4 – Фланець сталевий для арматури і трубопроводів плоский приварний з шипом (виповнення 4 і 8)

Рисунок В.5 – Фланець сталевий для арматури і трубопроводів плоский приварний з пазом (виповнення 5 і 9)

167

Рисунок В.6 – Фланець для арматури і трубопроводів квадратний

168


Таблиця В.1 – Фланці сталеві плоскі приварні для арматури і трубопроводів

Розміри в міліметрах

Зовніш-

ній діаметр труби dн

dв

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діаметр

кількість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

10

14

15

75

50

35

19

29

18

30

8

2

4

3

60

11

М10

4

15

18

19

80

55

40

23

33

22

34

65

20

25

26

90

65

50

33

43

32

44

10

70

25

32

33

100

75

60

41

51

40

52

75

32

38

39

120

90

70

49

59

48

60

95

14

М12

40

45

46

130

100

80

55

69

54

70

3

100

50

57

59

140

110

90

66

80

65

81

110

65

76

78

160

130

110

86

100

85

101

11

125

80

89

91

185

150

128

101

115

100

116

140

18

М16

100

108

110

205

170

148

117

137

116

138

155

125

133

135

235

200

178

146

166

145

167

13

-

8

150

159

161

260

225

202

171

191

170

192

200

219

222

315

280

258

229

249

228

250

15

250

273

273

370

335

312

283

303

282

304

18

12

300

325

325

435

395

365

336

356

335

357

4

5

4

22

М20

350

377

377

485

445

415

386

406

385

407

18

400

426

426

535

495

465

436

456

435

457

16

500

530

530

640

600

570

541

561

540

562

20

600

630

630

755

705

670

635

661

634

662

5

6

5

26

М24

20

Продовження таблиці В.1

Розміри в міліметрахр

Зовніш-

ній діаметр труби dн

d в

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діаметр

кількість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

800

820

820

975

920

880

841

867

840

868

21

5

6

5

-

30

М27

24

1000

1020

1020

1175

1120

1080

-

-

-

-

25

-

-

30

М27

28

1200

1220

1220

1375

1320

1280

32

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6 МПа

10

14

15

75

50

35

19

29

18

30

10

2

4

3

60

11

М10

4

15

18

19

80

55

40

23

33

22

34

65

20

25

26

90

65

50

33

43

32

44

12

70

25

32

33

100

75

60

41

51

40

52

75

32

38

39

120

90

70

49

59

48

60

13

95

14

М12

40

45

46

130

100

80

55

69

54

70

3

100

50

57

59

140

110

90

66

80

65

81

110

65

76

78

160

130

110

86

100

85

101

125

14

80

89

91

185

150

128

101

115

100

116

15

140

18

М16

100

108

110

205

170

148

117

137

116

138

155

125

133

135

235

200

178

146

166

145

167

17

-

8

150

159

161

260

225

202

171

191

170

192

200

219

222

315

280

258

229

249

228

250

19

250

273

273

370

335

312

283

303

282

304

20

12

300

325

325

435

395

365

336

356

335

357

4

5

4

22

М20

Продовження таблиці В.1

Розміри в міліметрах

Зовніш-

ній діаметр труби dн

dв

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6 МПа

350

377

377

485

445

415

386

406

385

407

22

4

5

4

-

22

М20

12

400

426

426

535

495

465

436

456

435

457

24

16

500

530

530

640

600

570

541

561

540

562

25

600

630

630

755

705

670

635

661

634

662

5

6

5

26

М24

20

800

820

820

975

920

880

841

867

840

868

27

30

М27

24

1000

1020

1020

1175

1120

1080

-

-

-

-

31

-

-

28

1200

1220

1220

1400

1340

1295

34

33

М30

32

Тиск номінальній (умовний) PN 1,0 МПа

10

14

15

90

60

42

24

34

23

35

10

2

4

3

70

14

М12

4

15

18

19

95

65

47

29

39

28

40

75

20

25

26

105

75

58

36

50

35

51

12

80

25

32

33

115

85

68

43

57

42

58

90

32

38

39

135

100

78

51

65

50

66

14

105

18

М16

40

45

46

145

110

88

61

75

60

76

15

3

110

50

57

59

160

125

102

73

87

72

88

15

125

65

76

78

180

145

122

95

109

94

110

17

140

80

89

91

195

160

133

106

120

105

121

150

100

108

110

215

180

158

129

149

128

150

19

-

8

Продовження таблиці В.1

Розміри в міліметрах

Зовніш-

ній діаметр труби dн

dв

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 1,0 МПа

125

133

135

245

210

184

155

175

154

176

21

3

4

3

-

18

М16

8

150

159

161

280

240

212

183

203

182

204

22

М20

200

219

222

335

295

268

239

259

238

260

21

250

273

273

390

350

320

292

312

291

313

23

12

300

325

325

440

400

370

343

363

342

364

24

4

5

4

350

377

377

500

460

430

395

421

394

422

24

16

400

426

426

565

515

482

447

473

446

474

26

26

М24

16

500

530

530

670

620

585

549

575

548

576

28

20

600

630

630

780

725

685

651

677

650

678

31

5

6

5

30

М27

800

820

820

1010

950

905

851

877

850

878

37

33

М30

24

1000

1020

1020

1220

1160

1110

-

-

-

-

43

-

-

28

1200

1220

1220

1455

1380

1330

51

39

М36

32

Тиск номінальній (умовний) PN 1,6 МПа

10

14

15

90

60

42

24

34

23

35

12

2

4

3

70

14

М12

4

15

18

19

95

65

47

29

39

28

40

75

20

25

26

105

75

58

36

50

35

51

14

80

25

32

33

115

85

68

43

57

42

58

16

90

32

38

39

135

100

78

51

65

50

66

105

18

М16

40

45

46

145

110

88

61

75

60

76

17

3

110

Продовження таблиці В.1

Розміри в міліметрах

Зовніш-

ній діаметр

труби d н

dв

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 1,6 МПа

50

57

59

160

125

102

73

87

72

88

19

4

3

125

4

65

76

78

180

145

122

95

109

94

110

21

140

80

89

91

195

160

133

106

120

105

121

150

100

108

110

215

180

158

129

149

128

150

23

-

8

125

133

135

245

210

184

155

175

154

176

25

150

159

161

280

240

212

183

203

182

204

25

22

М20

200

219

222

335

295

268

239

259

238

260

27

22

М20

12

250

273

273

405

355

320

292

312

291

313

28

26

М24

300

325

325

460

410

370

343

363

342

364

4

5

4

350

377

377

520

470

430

395

421

394

422

30

16

400

426

426

580

525

482

447

473

446

474

34

30

М27

500

530

530

710

650

585

549

575

548

576

44

33

М30

20

600

630

630

840

770

685

651

677

650

678

45

5

6

5

39

М36

800

820

820

1020

950

905

851

877

850

878

49

24

1000

1020

1020

1255

1170

1110

-

-

-

-

58

-

-

-

45

М42

28

1200

1220

1220

1485

1390

1330

71

52

М48

32

Тиск номінальній (умовний) PN 2,5 МПа

10

14

15

90

60

42

24

34

23

35

14

2

4

3

70

14

М12

4

15

18

19

95

65

47

29

39

28

40

75

Закінчення таблиці В.1

Розміри в міліметрах

Зовніш-

ній діаметр

труби d н

dв

D

D 1

D 2

D 4

D 4

D 5

D 6

b

h

h 1

h 2

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 2,5 МПа

20

25

26

105

75

58

36

50

35

51

14

2

4

3

80

14

М12

4

25

32

33

115

85

68

43

57

42

58

90

32

38

39

135

100

78

51

65

50

66

18

105

18

М16

40

45

46

145

110

88

61

75

60

76

19

3

110

50

57

59

160

125

102

73

87

72

88

21

115

65

76

78

180

145

122

95

109

94

110

-

8

80

89

91

195

160

133

106

120

105

121

23

100

108

110

230

190

158

129

149

128

150

25

22

М24

125

133

135

270

220

184

155

175

154

176

27

26

150

159

161

300

250

212

183

203

182

204

200

219

222

360

310

278

239

259

238

260

29

12

250

273

273

425

370

335

292

312

291

313

31

30

М27

300

325

325

485

430

390

343

363

342

364

32

4

5

4

16

350

377

377

550

490

450

395

421

394

422

38

33

М30

400

426

426

610

550

505

447

473

446

474

40

500

530

530

730

660

615

549

575

548

576

48

39

М36

20

600

630

630

840

770

720

651

677

650

678

49

5

6

5

800

820

820

1075

990

930

851

877

850

878

63

45

М42

24


Таблиця В.2 – Фланці сталеві для арматури і трубопроводів під фторопластові прокладки (виповнення 8 і 9)

Розміри в міліметрах

Номінальний розмір DN

Тиск номінальний (умовний) PN , МПа

D 3 , D 5

D 4 , D 6

h 1

h 2

10

до 0,63

18

30

4

3

понад 0,63 до 10

23

35

15

до 0,63

22

34

понад 0,63 до 20

28

40

20

до 0,63

32

44

понад 0,63 до 20

35

51

25

до 0,63

40

52

понад 0,63 до 20

42

58

32

до 0,63

48

60

понад 0,63 до 20

50

66

40

до 0,63

54

70

понад 0,63 до 20

60

76

50

до 0,63

65

81

понад 0,63 до 20

72

88

65

до 0,63

85

101

понад 0,63 до 20

94

110

80

до 0,63

100

116

понад 0,63 до 20

105

121

100

до 0,63

116

138

6

5

понад 0,63 до 20

150

150

125

до 0,63

145

167

понад 0,63 до 20

154

176

150

до 0,63

170

192

понад 0,63 до 20

182

204

175 Закінчення таблиці В.2

Розміри в міліметрах

Номінальний розмір DN

Тиск номінальний (умовний) PN , МПа

D 3 , D 5

D 4 , D 6

h 1

h 2

200

до 0,63

228

250

6

5

понад 0,63 до 20

238

260

250

до 0,63

282

304

понад 0,63 до 20

291

313

300

до 0,63

335

357

понад 0,63 до 16

342

364

350

до 0,63

385

407

понад 0,63 до 10

394

422

400

до 0,63

435

457

понад 0,63 до 10

446

474

450

до 0,63

488

510

понад 0,63 до 4,0

496

524

500

до 0,63

540

562

понад 0,63 до 6,3

548

576

600

до 0,63

634

662

понад 0,63 до 6,3

650

678

800

до 0,63

840

868

понад 0,63 до 4,0

850

878

Примітка – Решта розмірів фланців наведена в таблиці В.1.

176

Фланці сталеві приварні в стик [23]

Конструкції та розміри фланців наведені на рисунках В.7-В.13 і в таблицях В.3-В.7.

Розміри ущільнювальних поверхонь для фланців виповнень 8, 9 під фторопластові прокладки наведені в таблиці В.2.

Приклад умовного позначення круглого сталевого приварного встик фланця на номінальний розмір (умовний прохід) DN 50 мм і номінальний (умовний) тиск PN 1,0 МПа, зі сталі 25, виповнення 1 (зі з’єднувальним виступом):

Фланец 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12821-80.

Те ж, квадратного:

Фланец квадратный 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12821-80.

Для фланців типу „шип-паз” під фторопластові прокладки до умовного позначення слід додавати букву Ф після позначення номінального (умовного) тиску.

Маса фланців наведена в таблицях В.8-В.11.

Рисунок В.7 – Фланець сталевий приварний встик зі з’єднувальним виступом (виповнення 1)

177

Рисунок В.8 – Фланець сталевий приварний встик з виступом (виповнення 2)

Рисунок В.9 – Фланець сталевий приварний встик із западиною (виповнення 3)

178

Рисунок В.10 – Фланець сталевий приварний встик з шипом (виповнення 4 і 8)

Рисунок В.11 – Фланець сталевий приварний встик з пазом (виповнення 5 і 9)

179

Рисунок В.12 – Фланець сталевий приварний встик під лінзову прокладку (виповнення 6)

Рисунок В.13 – Фланець сталевий приварний встик під прокладку овального перерізу (виповнення 7)

180



Таблиця В.3 – Фланці сталеві приварні встик для арматури і трубопроводів

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D m

D n

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

10

8

75

50

35

19

29

18

30

22

15

8

2

4

3

23

60

11

М10

4

15

12

80

55

40

23

33

22

34

28

19

26

65

20

18

90

65

50

33

43

32

44

36

26

28

70

25

25

100

75

60

41

51

40

52

42

33

75

32

31

120

90

70

49

59

48

60

50

39

95

14

М12

40

38

130

100

80

55

69

54

70

60

46

9

3

33

100

50

49

140

110

90

66

80

65

81

70

58

110

65

66

160

130

110

86

100

85

101

88

77

125

80

78

185

150

128

101

115

100

116

102

90

11

35

140

18

М16

100

96

205

170

148

117

137

116

138

122

110

37

155

125

121

235

200

178

146

166

145

167

148

135

8

150

146

260

225

202

171

191

170

192

172

161

38

200

202

315

280

258

229

249

228

250

235

222

13

45

250

254

370

335

312

283

303

282

304

288

278

16

12

300

303

435

395

365

336

356

335

357

340

330

4

5

4

22

М20

350

351

485

445

415

386

406

385

407

390

382

400

398

535

495

465

436

456

435

457

440

432

16

500

501

640

600

570

541

561

540

562

545

535

19

50

600

602

755

705

670

635

661

634

662

650

636

5

6

5

55

26

М24

20

800

792

975

920

880

841

867

840

868

844

826

60

30

М27

24

Продовження таблиці В.3

Розміри в міліметрах

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D m

D n

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діаметр

кількість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

1000

992

1175

1120

1080

-

-

-

-

1044

1028

21

5

6

5

60

-

30

М27

28

1200

1192

1375

1320

1280

1244

1228

23

65

32

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6 МПа

10

8

75

50

35

19

29

18

30

22

15

10

2

4

3

27

60

11

М10

4

15

12

80

55

40

23

33

22

34

28

19

28

65

20

18

90

65

50

33

43

32

44

36

26

30

70

25

25

100

75

60

41

51

40

52

42

33

12

75

32

31

120

90

70

49

59

48

60

50

39

33

95

14

М12

40

38

130

100

80

55

69

54

70

60

46

3

35

100

50

49

140

110

90

66

80

65

81

70

58

110

65

66

160

130

110

86

100

85

101

88

77

125

80

78

185

150

128

101

115

100

116

102

90

13

37

140

18

М16

100

96

205

170

148

117

137

116

138

122

110

38

155

125

121

235

200

178

146

166

145

167

148

135

15

40

8

150

146

260

225

202

171

191

170

192

172

161

43

200

202

315

280

258

229

249

228

250

235

222

17

50

250

254

370

335

312

283

303

282

304

288

278

18

12

300

303

435

395

365

336

356

335

357

340

330

4

5

4

22

М20

350

351

485

445

415

386

406

385

407

390

382


Продовження таблиці В.3

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D m

D n

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6МПа

400

398

535

495

465

436

456

435

457

440

432

18

4

5

4

50

-

22

М20

16

500

501

640

600

570

541

561

540

562

545

535

600

602

755

705

670

635

661

634

662

650

636

19

5

6

5

55

26

М24

20

800

792

975

920

880

841

867

840

868

844

826

60

30

М27

24

1000

992

1175

1120

1080

-

-

-

-

1044

1028

28

1200

1192

1400

1340

1295

1248

1228

23

70

33

М30

32

Тиск номінальній (умовний) PN 1,0 МПа

10

8

90

60

42

24

34

23

35

25

15

10

2

4

3

33

70

14

М12

4

15

12

95

65

47

29

39

28

40

30

19

75

20

18

105

75

58

36

50

35

51

38

26

12

36

80

25

25

115

85

68

43

57

42

58

45

33

38

90

32

31

135

100

78

51

65

50

66

55

39

13

40

105

18

М16

40

38

145

110

88

61

75

60

76

62

46

3

42

110

50

49

160

125

102

73

87

72

88

76

58

125

65

66

180

145

122

95

109

94

110

94

77

15

45

140

80

78

195

160

133

106

120

105

121

105

90

15

47

150

100

96

215

180

158

129

149

128

150

128

110

17

48

-

8

125

121

245

210

184

155

175

154

176

156

135

19

57

150

146

280

240

212

183

203

182

204

180

161

22

М20

200

202

335

295

268

239

259

238

260

240

222

58

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D m

D n

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 1,0 МПа

250

254

390

350

320

292

312

291

313

290

278

21

3

4

3

60

-

22

М20

12

300

303

440

400

370

343

363

342

364

345

330

22

4

5

4

350

351

500

460

430

395

421

394

422

400

382

16

400

398

565

515

482

447

473

446

474

445

432

26

М24

500

501

670

620

585

549

575

548

576

550

535

24

65

20

600

602

780

725

685

651

677

650

678

650

636

5

6

5

30

М27

800

792

1010

950

905

851

877

850

878

850

826

27

75

33

М30

24

1000

992

1220

1160

1110

-

-

-

-

1050

1028

29

80

28

1200

1192

1455

1380

1330

1256

1228

33

90

39

М36

32

Тиск номінальній (умовний) PN 1,6 МПа

10

8

90

60

42

24

34

23

35

26

15

12

2

4

3

33

70

14

М12

4

15

12

95

65

47

29

39

28

40

30

19

75

20

18

105

75

58

36

50

35

51

38

26

36

80

25

25

115

85

68

43

57

42

58

45

33

38

90

32

31

135

100

78

51

65

50

66

55

39

13

40

105

18

М16

40

38

145

110

88

61

75

60

76

64

46

3

42

110

50

49

160

125

102

73

87

72

88

76

58

45

125

65

66

180

145

122

95

109

94

110

94

77

15

47

140

80

78

195

160

133

106

120

105

121

110

90

17

50

150

8

100

96

215

180

158

129

149

128

150

130

110

-

Продовження таблиці В.3

Розміри в міліметрах


Продовження таблиці В.3

d1

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

Dm

Dn

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 1,6 МПа

125

121

245

210

184

155

175

154

176

156

135

19

3

4

3

57

-

18

M16

8

150

146

280

240

212

183

203

182

204

180

161

22

М20

200

202

335

295

268

239

259

238

260

240

222

21

58

12

250

254

405

355

320

292

312

291

313

292

278

23

65

26

М24

300

303

460

410

370

343

363

342

364

346

330

24

4

5

4

66

350

351

520

470

430

395

421

394

422

400

382

28

70

16

400

398

580

525

482

447

473

446

474

450

432

32

75

30

М27

16

500

501

710

650

585

549

575

548

576

559

535

38

90

33

М30

20

600

602

840

770

685

651

677

650

678

660

636

41

5

6

5

39

М36

800

792

1020

950

905

851

877

850

878

850

826

45

95

24

1000

992

1255

1170

1110

-

-

-

-

1060

1028

49

110

45

М42

28

1200

1192

1485

1390

1330

1268

1228

51

5

6

5

125

52

М48

32

Тиск номінальній (умовний) PN 2,5 МПа

10

8

90

60

42

24

34

23

35

26

15

14

2

4

3

33

70

14

М12

4

15

12

95

65

47

29

39

28

40

30

19

75

20

18

105

75

58

36

50

35

51

38

26

34

80

25

25

115

85

68

43

57

42

58

45

33

36

90

32

31

135

100

78

51

65

50

66

56

39

16

43

105

18

М16

40

38

145

110

88

61

75

60

76

64

46

3

45

110

50

49

160

125

102

73

87

72

88

76

58

17

125

Продовження таблиці В.3

Розміри в міліметрах

d1

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

Dm

Dn

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діаметр

кількість

Тиск номінальній (умовний) PN 2,5 МПа

65

66

180

145

122

95

109

94

110

96

77

19

3

4

3

50

-

18

М16

8

80

78

195

160

133

106

120

105

121

110

90

19

52

100

96

230

190

158

129

149

128

150

132

110

21

58

22

М20

125

121

270

220

184

155

175

154

176

160

135

23

65

26

М24

150

146

300

250

212

183

203

182

204

186

161

25

68

200

202

360

310

278

239

259

238

260

245

222

27

75

12

250

254

425

370

335

292

312

291

313

300

278

29

30

М27

300

303

485

430

390

343

363

342

364

352

330

32

4

5

4

80

16

350

351

550

490

450

395

421

394

422

406

382

36

85

33

М30

400

398

610

550

505

447

473

446

474

464

432

40

100

500

501

730

660

615

549

575

548

576

570

535

44

39

М36

20

600

602

840

770

720

651

677

650

678

670

636

49

5

6

5

115

800

792

1075

990

930

851

877

850

878

874

826

55

135

45

М42

24

1000

992

1315

1210

1140

-

-

-

-

1084

1028

59

150

56

М52

28

1200

1192

1525

1420

1350

1288

1228

62

160

32

Тиск номінальній (умовний) PN 4,0 МПа

10

8

90

60

42

24

34

23

35

26

15

14

2

4

3

33

70

14

М12

4

15

12

95

65

47

29

39

28

40

30

19

75

20

18

105

75

58

36

50

35

51

38

26

34

80


Закінчення таблиці В.3

Розміри в міліметрах

d1

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

Dm

Dn

b

h

h 1

h 2

h 4

B

d

Болти (шпильки)

діа-

метр

кіль-

кість

Тиск номінальній (умовний) PN 4,0 МПа

25

25

115

85

68

43

57

42

58

45

33

14

2

4

3

36

90

14

М12

4

32

31

135

100

78

51

65

50

66

56

39

16

43

105

18

М16

40

38

145

110

88

61

75

60

76

64

46

16

3

45

110

М16

50

48

160

125

102

73

87

72

88

76

58

17

125

65

66

180

145

122

95

109

94

110

96

77

19

50

-

8

80

78

195

160

133

106

120

105

121

112

90

21

55

100

96

230

190

158

129

149

128

150

138

110

23

65

22

М20

125

120

270

220

184

155

175

154

176

160

135

25

26

М24

150

145

300

250

212

183

203

182

204

186

161

27

68

200

200

375

320

285

239

259

238

260

250

222

35

85

30

М27

12

250

252

445

385

345

292

312

291

313

310

278

39

98

33

М30

300

301

510

450

410

343

363

342

364

368

330

42

4

5

4

112

16

350

351

570

510

465

395

421

394

422

418

382

48

116

400

398

655

585

535

447

473

446

474

480

432

54

135

39

М36

16

500

495

755

670

615

549

575

548

576

580

535

58

140

45

М42

20

600

595

890

795

735

651

677

650

678

686

636

5

6

5

52

М48

800

795

1135

1030

960

851

877

850

878

908

826

71

190

56

М52

24

1000

995

1360

1250

1180

-

-

-

-

1140

1028

77

235

28

1200

1195

1575

1460

1380

1350

1228

80

250

62

М56

32


Таблиця В.4 – Фланці сталеві приварні встик для арматури і трубопроводів на номінальний (умовний) тиск PN 6,3 МПа

Розміри в міліметрах

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

D 8

D 9

10

8

100

70

42

24

34

23

35

18

35

50

15

12

105

75

47

29

39

28

40

24

55

20

18

125

90

58

36

50

35

51

30

45

58

25

25

135

100

68

43

57

42

58

35

50

68

32

31

150

110

78

51

65

50

66

42

65

78

40

37

165

125

88

61

75

60

76

52

75

88

50

47

175

135

102

73

87

72

88

63

85

102

65

64

200

160

122

95

109

94

110

85

110

132

80

77

210

170

133

106

120

105

121

97

115

133

100

94

250

200

158

129

149

128

150

124

145

170

125

118

295

240

184

155

175

154

176

153

175

205

150

142

340

280

212

183

203

182

204

181

205

240

200

198

405

345

285

239

259

238

260

243

265

285

250

246

470

400

345

292

312

291

313

298

320

345

300

294

530

460

410

343

363

342

364

345

375

410

350

342

595

525

465

395

421

394

422

394

420

460

400

386

670

585

535

447

473

446

474

445

480

535

500

485

800

705

615

549

575

548

576

-

-

-

600

585

925

820

735

651

677

650

678

800

785

1165

1050

960

-

-

-

-

1000

985

1415

1290

1180

1200

1185

1665

1530

1380

Продовження таблиці В.4

Розміри в міліметрах

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

10

34

15

16

9

2

4

3

6,5

46

2,8

14

М12

4

15

38

19

20

48

26

18

54

18

М16

25

52

33

20

56

Закінчення таблиці В.4

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

32

64

39

21

9

2

4

3

6,5

65

2,8

22

М20

4

40

74

46

3

50

86

58

23

12

8

67

4

65

106

77

25

72

8

80

120

90

27

100

140

110

29

77

26

М24

125

172

135

33

95

30

М27

150

206

161

35

105

33

М30

200

264

222

41

110

12

250

316

278

45

115

39

М36

300

370

330

50

4

5

4

120

16

350

430

382

56

140

400

484

432

62

155

45

М42

500

594

535

66

-

-

165

-

52

М48

20

600

704

636

71

-

6

5

180

56

М52

800

920

826

85

-

-

225

62

М56

24

1000

1160

1028

92

280

70

М64

28

1200

1386

1228

95

315

78

М72

32

Розміри в міліметрах

Таблиця В.5 – Фланці сталеві приварні встик для арматури і трубопроводів на номінальний (умовний) тиск PN 10,0 МПа

Розміри в міліметрах

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

D 8

D 9

10

8

100

70

42

24

34

23

35

18

35

50

15

12

105

75

47

29

39

28

40

24

55

20

18

125

90

58

36

50

35

51

30

45

58

25

25

135

100

68

43

57

42

58

35

50

68

32

31

150

110

78

51

65

50

66

42

65

78

40

37

165

125

88

61

75

60

76

52

75

88

50

45

195

145

102

73

87

72

88

63

85

102

65

62

220

170

122

95

109

94

110

85

110

140

Продовження таблиця В.5

Розміри в міліметрах

d 1

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

D 8

D 9

80

75

230

180

133

106

120

105

121

97

115

150

100

92

265

210

158

129

149

128

150

124

145

175

125

112

310

250

184

155

175

154

176

153

175

210

150

136

350

290

212

183

203

182

204

181

205

250

200

190

430

360

285

239

259

238

260

243

265

285

250

236

500

430

345

292

312

291

313

298

320

345

300

284

585

500

410

343

363

342

364

345

375

410

350

332

655

560

465

395

421

394

422

394

420

465

400

376

715

620

535

447

473

446

474

445

480

535

Закінчення таблиці В.5

Розміри в міліметрах

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

10

34

15

16

9

2

4

3

6,5

43

2,8

14

М12

4

15

38

19

18

46

20

48

26

20

51

18

М16

25

52

33

22

56

32

64

39

60

22

М20

40

76

46

23

3

67

50

86

58

25

12

8

68

4

26

М24

65

110

77

29

80

8

80

124

90

31

87

100

146

110

35

97

30

М27

125

180

135

39

112

33

М30

150

214

161

43

125

12

200

276

222

51

140

39

М36

250

340

278

57

160

300

400

330

66

4

5

4

180

45

М42

16

350

460

382

72

17

11

195

5,8

52

М48

400

510

432

76

200

Таблиця В.6 – Фланці сталеві приварні встик для арматури і трубопроводів на номінальний (умовний) тиск PN 16,0 МПа

Розміри в міліметрах

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

D 8

D 9

15

105

75

47

29

39

28

40

24

35

55

20

125

90

58

36

50

35

51

30

45

58

25

135

100

68

43

57

42

58

35

50

68

32

150

110

78

51

65

50

66

42

65

78

40

165

125

88

61

75

60

76

52

75

88

50

195

145

102

73

87

72

88

63

95

115

65

220

170

122

95

109

94

110

85

110

140

80

230

180

133

106

120

105

121

97

130

150

100

265

210

158

129

149

128

150

124

145

175

125

310

250

184

155

175

154

176

153

190

210

150

350

290

212

183

203

182

204

181

205

250

200

430

360

285

239

259

238

260

243

275

315

250

500

430

345

292

312

291

313

298

330

380

300

585

500

410

343

363

342

364

345

380

410

Продовження таблиці В.6

Розміри в міліметрах

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

15

38

19

18

9

2

4

3

6,5

50

2,8

14

М12

4

20

48

26

20

56

18

М16

25

52

33

22

32

64

39

65

22

М20

40

76

46

25

3

72

50

86

58

27

12

8

75

4

26

М24

65

110

77

31

85

8

80

124

90

33

90

100

146

110

37

100

30

М27

125

180

135

41

115

33

М30

150

214

161

47

14

10

130

4,2

12

200

276

222

57

17

11

145

5,8

39

М36

Закінчення таблиці В.6

Розміри в міліметрах

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

250

340

278

65

17

3

4

3

11

165

5,8

39

М36

12

300

400

330

74

23

4

5

4

14

185

8,5

45

М42

16

Таблиця В.7 – Фланці сталеві приварні встик для арматури і трубопроводів на номінальний (умовний) тиск PN 20,0 МПа

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

15

40

23

24

9

2

4

3

6,5

52

2,8

22

М20

4

20

46

29

26

55

25

54

36

28

60

26

М24


Розміри в міліметрах

D

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

D 8

D 9

15

120

82

47

29

39

28

40

24

40

55

20

130

90

58

36

50

35

51

30

45

58

25

150

102

68

43

57

42

58

35

50

68

32

160

115

78

51

65

50

66

42

65

78

40

170

124

88

61

75

60

76

52

75

91

50

210

160

102

73

87

72

88

63

95

129

65

260

203

122

95

109

94

110

85

130

167

80

290

230

133

106

120

105

121

97

160

190

100

360

292

158

129

149

128

150

124

190

245

125

385

318

184

155

175

154

176

153

205

271

150

440

360

212

183

203

182

204

181

240

306

200

535

440

285

239

259

238

260

243

305

380

250

670

572

345

292

312

291

313

-

-

-

Продовження таблиці В.7

Розміри в міліметрах

Закінчення таблиці В.7

D m

D n

b

b 2

h

h 1

h 2

h 3

h 4

r

d

Шпильки

діа-

метр

кіль-

кість

32

64

43

30

9

2

4

3

6,5

65

2,8

26

М24

4

40

74

49

31

12

3

8

72

4

50

105

61

37

95

8

65

138

90

45

118

30

М27

80

162

110

51

132

33

М30

100

208

135

63

4,5

3,5

175

39

М36

125

234

170

73

14

10

4,2

12

150

266

196

79

17

11

190

5,8

45

М42

200

340

248

89

230

52

М48

250

460

330

107

-

-

300

-

56

М52

16

Розміри в міліметрах

Маса сталевих плоских приварних і приварних встик фланців Таблиця В.8 – Маса сталевих плоских приварних і приварних встик фланців на номінальній (умовний) тиск від PN 0,25 до PN 2,5 МПа

Маса, кг

Плоскі приварні

Приварні встик

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

10

0,25

0,25

0,24

0,29

0,28

0,27

0,28

0,28

15

0,29

0,29

0,27

0,34

0,34

0,32

0,34

0,33

20

0,45

0,45

0,42

0,46

0,45

0,41

0,44

0,44

25

0,55

0,55

0,52

0,55

0,55

0,50

0,54

0,53

32

0,79

0,79

0,75

0,78

0,78

0,72

0,76

0,77

40

0,95

0,93

0,90

1,09

1,04

1,02

1,03

1,04

50

1,04

1,02

0,98

1,26

1,21

1,14

1,18

1,21

65

1,39

1,37

1,32

1,62

1,57

1,46

1,53

1,55

80

1,84

1,79

1,74

2,43

2,30

2,26

2,29

2,30

Продовження таблиці В.8

Маса, кг

Плоскі приварні

Приварні встик

Тиск номінальній (умовний) PN 0,25 МПа

100

2,14

2,11

2,01

2,98

2,70

2,65

2,67

2,71

125

2,60

2,56

2,42

3,72

3,65

3,41

3,52

3,57

150

3,43

3,39

3,23

4,30

5,22

3,95

4,04

4,13

200

4,73

4,69

4,48

6,92

6,75

6,33

6,55

6,63

250

6,95

6,92

6,62

9,88

9,61

9,18

9,32

9,43

300

9,33

9,22

8,79

13,38

13,35

12,35

11,59

12,67

350

10,45

10,33

9,87

15,97

15,93

14,90

14,63

15,00

400

11,64

11,51

9,96

18,56

18,53

17,30

16,84

17,33

500

16,01

15,86

15,15

26,76

26,60

25,00

23,11

23,76

600

21,35

21,03

20,08

35,79

35,70

33,00

32,90

33,37

800

36,63

36,15

34,14

46,15

55,50

52,20

51,49

52,60

1000

52,58

-

-

73,44

-

-

-

-

1200

62,36

92,92

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6 МПа

10

0,31

0,31

0,30

0,34

0,34

0,32

0,34

0,33

15

0,33

0,33

0,32

0,40

0,40

0,38

0,40

0,40

20

0,53

0,53

0,51

0,53

0,53

0,50

0,53

0,52

25

0,64

0,64

0,62

0,76

0,77

0,72

0,75

0,75

32

1,01

1,02

0,98

1,10

1,08

1,04

1,08

1,08

40

1,21

1,19

1,16

1,36

1,37

1,28

1,30

1,34

50

1,33

1,30

1,27

1,53

1,51

1,44

1,46

1,47

65

1,63

1,60

1,55

1,97

2,06

1,83

1,72

1,75

80

2,44

2,40

2,35

2,76

2,76

2,80

2,65

2,72

100

2,85

2,81

2,72

3,35

3,04

3,03

3,03

3,04

125

3,88

3,84

3,70

4,66

4,24

3,66

4,50

4,55

150

4,39

4,36

4,19

5,37

5,85

4,93

5,29

5,35

200

5,89

5,86

5,65

8,37

9,35

7,75

7,98

8,05

250

7,67

7,64

7,34

10,99

10,69

10,14

12,20

12,30

300

10,28

10,18

9,74

14,82

14,28

14,10

13,81

14,11

350

12,58

12,45

12,00

17,69

18,65

17,64

16,35

16,72


Продовження таблиці В.8

Плоскі приварні

Приварні встик

Тиск номінальній (умовний) PN 0,6 МПа

400

15,20

15,07

14,53

20,55

19,69

19,30

18,83

19,31

500

19,72

19,57

18,86

26,63

29,10

25,90

24,44

25,10

600

26,24

25,91

24,96

35,79

35,60

33,40

37,49

33,67

800

46,14

45,66

43,65

56,17

55,20

52,20

51,67

53,36

1000

64,36

-

-

73,51

-

-

-

-

1200

99,03

111,43

Тиск номінальній (умовний) PN 1,0 МПа

10

0,46

0,46

0,44

0,50

0,50

0,48

0,50

0,49

15

0,51

0,51

0,49

0,58

0,58

0,54

0,57

0,56

20

0,74

0,75

0,71

0,87

0,87

0,81

0,87

0,83

25

0,89

0,89

0,84

1,05

1,05

0,98

1,03

1,02

32

1,40

1,39

1,34

1,54

1,53

1,45

1,50

1,49

40

1,71

1,72

1,67

1,83

1,78

1,71

1,74

1,78

50

2,06

2,03

1,99

2,26

2,23

2,15

2,15

2,21

65

2,80

2,77

2,69

3,17

3,11

2,92

3,06

3,14

80

3,19

3,13

3,08

3,67

3,60

3,46

3,54

3,65

100

3,96

3,94

3,76

4,70

4,70

4,49

4,50

4,54

125

5,40

5,38

5,18

6,71

6,58

6,27

6,12

6,23

150

6,62

6,62

6,33

8,17

8,20

7,77

8,80

8,90

200

8,05

8,04

7,71

11,35

11,00

10,47

10,28

10,32

250

10,65

10,66

10,22

14,64

14,39

13,86

13,64

13,83

300

12,90

12,89

12,21

18,66

19,30

17,70

18,52

18,90

350

15,85

15,79

14,96

24,00

24,70

22,56

22,70

23,00

400

21,56

21,51

20,49

30,00

30,35

27,65

28,00

28,50

500

22,70

28,02

26,86

39,20

40,00

37,00

36,91

37,60

600

39,40

39,26

37,48

48,80

50,00

46,60

45,52

48,70

800

79,16

77,89

76,08

87,24

86,10

80,40

81,25

84,28

1000

118,43

-

-

119,19

-

-

-

-

1200

197,44

179,91

Продовження таблиці В.8

Плоскі приварні

Приварні встик

Тиск номінальній (умовний) PN 1,6 МПа

10

0,54

0,54

0,53

0,59

0,60

0,58

0,59

0,58

15

0,61

0,61

0,58

0,68

0,68

0,65

0,67

0,66

20

0,86

0,86

0,83

0,87

0,87

0,82

0,85

0,84

25

1,17

1,17

1,13

1,05

1,05

0,99

1,03

1,02

32

1,58

1,58

1,53

1,54

1,54

1,48

1,50

1,50

40

1,96

1,93

1,89

1,85

1,81

1,77

1,77

1,81

50

2,58

2,54

2,50

2,28

2,24

2,16

2,17

2,23

65

3,42

3,38

3,30

3,19

3,17

3,05