Расчетную температуру металла фланцевого соединения, необогреваемого горячими газами или надежно изолированного от обогрева извне, следует принимать равной температуре, содержащейся в нем рабочей среды без учета допусков по отклонению температуры от номинального значения, установленных ГОСТ 3619, ГОСТ 21563, ГОСТ 22530.
8.4.3. Если температура металла ниже 80°С, то за расчетную принимается температура 20°С.
8.4.4. Расчетную температуру шпилек, в том числе ввертных, следует принимать равной 0,95 от расчетной температуры фланца.
8.4.5. Расчетную температуру металла мембран следует принимать равной расчетной температуре фланца.
8.5. Допускаемые напряжения
8.5.1. Допускаемое напряжение металла фланца следует принимать согласно разделу 2 Норм.
Допускаемые напряжения для шпилек, изготовленных из широко используемых для крепежных изделий сталей, следует принимать по табл. 8.2.
Таблица 8.2
Допускаемое напряжение для шпилек из углеродистых и низколегированных сталей,МПа
Температура, °С | ВСт3сп | ВСт4сп | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | |||
ГОСТ 380 | ГОСТ 1050 | ГОСТ 1050, ГОСТ 10702 | |||||||||
20 | 105,0 | 110,0 | 110,0 | 120,0 | 128,0 | 138,0 | 148,0 | 158,0 | |||
100 | 97,0 | 102,0 | 106,0 | 112,0 | 120,0 | 130,0 | 140,0 | 150,0 | |||
200 | 88,0 | 95,0 | 100,0 | 105,0 | 110,0 | 120,0 | 130,0 | 140,0 | |||
250 | 83,0 | 90,0 | 95,0 | 100,0 | 105,0 | 110,0 | 120,0 | 130,0 | |||
300 | 78,0 | 85,0 | 90,0 | 92,5 | 97,5 | 100,0 | 110,0 | 120,0 | |||
350 | - | - | 80,0 | 85,0 | 87,5 | 90,0 | 100,0 | 110,0 | |||
375 | - | - | 75,0 | 80,0 | 82,5 | 85,0 | 90,0 | 100,0 | |||
400 | - | - | - | - | 75,0 | 77,5 | 80,0 | 90,0 | |||
Продолжение табл. 8.2
Температура, °С | 35Х | 40Х | 30ХМА, 35ХМ | 25Х1МФ | 25Х2М1Ф | 20Х1М1Ф1ТР | |
ГОСТ 4543, ГОСТ 10702 | ГОСТ 20072 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
20 | 205,0 | 215,0 | 266,0 | 300,0 | 300,0 | 300,0 | |
100 | 190,0 | 203,0 | 250,0 | 290,0 | 290,0 | 290,0 | |
200 | 175,0 | 185,0 | 230,0 | 275,0 | 275,0 | 275,0 | |
250 | 165,0 | 175,0 | 220,0 | 270,0 | 270,0 | 270,0 | |
300 | 155,0 | 165,0 | 210,0 | 260,0 | 260,0 | 260,0 | |
350 | 145,0 | 150,0 | 200,0 | 245,0 | 245,0 | 250,0 | |
375 | 140,0 | 145,0 | 185,0 | 230,0 | 235,0 | 240,0 | |
400 | 130,0 | 135,0 | 165,0 | 205,0 | 220,0 | 230,0 | |
425 | 110,0 | 115,0 | 145,0 | 180,0 | 205,0 | 220,0 | |
450 | - | - | 115,0 | 155,0 | 180,0 | 205,0 | |
475 | - | - | - | 130,0 | 150,0 | 190,0 | |
500 | - | - | - | 85,0 | 125,0 | 165,0 | |
510 | - | - | - | - | 115,0 | 157,5 | |
520 | - | - | - | - | - | 152,5 | |
530 | - | - | - | - | - | 147,5 | |
540 | - | - | - | - | - | 140,0 | |
550 | - | - | - | - | - | 132,5 | |
560 | - | - | - | - | - | 125,0 | |
570 | - | - | - | - | - | 112,5 | |
580 | - | - | - | - | - | 100,0 | |
Для шпилек диаметром менее 24 мм допускаемые напряжения 
, принимаемые по табл. 8.2, необходимо умножить на величину поправочного коэффициента 
, принимаемого по табл. 8.3 или по формуле 
.
, принимаемые по табл. 8.2, необходимо умножить на величину поправочного коэффициента , принимаемого по табл. 8.3 или по формуле .Таблица 8.3
Выбор поправочного коэффициента
| Диаметр шпильки d_0s, мм | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 |
| Поправочный коэффициент K_0 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
Шпильки диаметром менее 24 мм рекомендуется применять с контролируемым затягом.
8.5.2. Допускаемые напряжения для шпилек, изготовленных из марок сталей, не указанных в табл. 8.2, или по которым имеются специальные технические требования и данные по гарантированным характеристикам кратковременной и длительной прочности, следует определять по формуле
 | |
| 280 × 58 пикс. Открыть в новом окне | |
где 
- минимальное значение условного предела текучести при остаточной деформации 0,2% при расчетной температуре металла шпилек (в том числе при t = 20°С), МПа;
- минимальное значение условного предела текучести при остаточной деформации 0,2% при расчетной температуре металла шпилек (в том числе при t = 20°С), МПа;
, 
- среднее значение предела длительной прочности на заданный ресурс (
или 
ч) при расчетной температуре металла шпилек, МПа. 8.5.3. Допускаемые напряжения металла фланца и шпилек, имеющие номинальный диаметр резьбы, больше номинального диаметра гладкой части, в условиях гидравлического испытания и монтажа принимаются равными
, 
при наличии гарантированных характеристик металла или 
и 
, где 
и 
принимаются в соответствии с п. 8.5.1.
и , где и принимаются в соответствии с п. 8.5.1. Допускаемые напряжения металла шпилек с одинаковыми номинальными диаметрами резьбы и гладкой части в условиях гидравлического испытания принимаются равными
или 
.8.6. Номинальные и фактические размеры деталей фланцевого соединения
8.6.1. Номинальные размеры деталей фланцевого соединения и фактические размеры должны быть не менее расчетных.
8.6.2. Если при контроле фактических размеров фланцев обнаруживается отклонение какого-либо расчетного параметра в сторону понижения запаса прочности более чем на 5%, то следует выполнить расчет фланцевого соединения по фактическим размерам.
Фактическое значение шага между отверстиями не должно отличаться от принятого в расчете более чем на 5% в обе стороны.
8.7. Предварительный выбор размеров деталей фланцевого соединения
8.7.1. Исходные данные
8.7.1.1. Геометрические размеры изделия: толщина стенки s и внутренний диаметр D. Внутренний диаметр фланца следует принимать равным внутреннему диаметру изделия.
8.7.1.2. Расчетное давление фланцевого соединения p.
8.7.1.3. Допускаемые напряжения при расчетной температуре, при 20°С и при условии гидравлического испытания для металла фланца и шпилек, принимаемые по заданной или выбранной марке стали, обозначаются 
, 
, 
, 
, 
, 
.
, , , , , . 8.7.1.4. Толщина стенки цилиндрического участка фланца с коническим переходом 
, а также цилиндрическая часть плоского фланца
, а также цилиндрическая часть плоского фланца
, где 
- плюсовое отклонение на толщину стенки. Во всех случаях 
должно быть не менее 5 мм.
- плюсовое отклонение на толщину стенки. Во всех случаях должно быть не менее 5 мм. 8.7.1.5. Высота цилиндрического участка фланца с коническим переходом 
должна приниматься равной 
, но не менее 10 мм.
должна приниматься равной , но не менее 10 мм. Допускается при 
мм принимать 
при условии, что уменьшение цилиндрического участка не будет препятствовать контролю сварного соединения фланца с изделием.
мм принимать при условии, что уменьшение цилиндрического участка не будет препятствовать контролю сварного соединения фланца с изделием. 8.7.1.6. Диаметры шпилек и отверстий под шпильки принимаются по табл. 8.4. Таблица составлена на основе применения шпилек с крупным шагом по ГОСТ 24705. При использовании других резьб следует внести соответствующие изменения в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Размеры шпилек, рекомендуемые для фланцевых соединений
Размер, мм | d_0s, мм | ||||||||||||||||||
12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 36 | 42 | 45 | 48 | 52 | 56 | 60 | 64 | 68 | ||
d_s | 9,85 | 11,54 | 13,54 | 14,93 | 16,93 | 18,93 | 20,32 | 23,32 | 25,70 | 31,1 | 36,5 | 39,48 | 41,87 | 45,87 | 49,25 | 53,25 | 56,64 | 60,64 | |
d_0 | 14 | 16 | 18 | 20 | 23 | 25 | 27 | 30 | 33 | 40 | 46 | 48 | 52 | 58 | 62 | 66 | 70 | 75 | |
е | 25 | 27 | 28 | 32 | 35 | 39 | 42 | 47 | 53 | 64 | 75 | 75 | 87 | 93 | 98 | 104 | 110 | 116 | |
а | 9 | 9 | 9 | 9 | 10 | 10 | 11 | 12 | 12 | 14 | 15 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |
2а_1 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | 14 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
8.7.1.7. Рекомендуемые значения диаметров шпилек в зависимости от условного давления 
и условного диаметра 
приведены в табл. 8.5.
и условного диаметра приведены в табл. 8.5. При выполнении расчетов на ПЭВМ рекомендуется выбор диаметра шпилек начать с меньшего значения 
.
.Таблица 8.5
Рекомендуемые диаметры шпилек
p_y, МПа | D_y, мм | ||||||||||
800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2400 | 2800 | 3200 | ||||
До 1,0 включительно | М20 | М20 | M24-M30 | ||||||||
1,6 | М20 | М20 | M24-M30 | ||||||||
2,5 | М20 | М24-М30 | M42-M64 | ||||||||
4,0 | М24 | М24-М30 | М42-М56 | М56-М64 | |||||||
6,4 | М30 | М30-М42 | M42-M56 | M56-M68 | |||||||
8,0 | М30-М36 | М36-М48 | M48-M56 | M56-M68 | |||||||
10,0 | М36-М42 | М42-М52 | M52-M60 | M60-M68 | |||||||
12,0 | М42-М52 | М42-М56 | M56-M60 | M60-M68 | |||||||
16,0 | М52-М56 | М56-M64 | - | ||||||||
20,0 | М56-М64 | М64-M68 | - | ||||||||
8.7.1.8. Тип, конструкция, материал и основные размеры прокладок, а также их характеристики принимаются по табл. 8.6, 8.7, 8.8 в соответствии с типом и конструкцией фланца.