Прочность и герметичность – два основных требования к фланцевым соединениям, где под прочностью понимается способность выдерживать нагрузки без разрушения, а под герметичностью – способность обеспечивать непроникновение рабочей среды. Приведенные в каталогах размеры трубопроводных фланцев рассчитаны только на внутреннее давление. Если на фланцевое соединение действуют нагрузки от веса трубопровода, осевых сил и изгибающих моментов, то их необходимо учитывать. Соответственно, для обеспечения герметичности потребуются бо́льшие сечения.
Герметичность фланцевых соединений рассчитывается по нескольким методам. Метод эквивалентного давления ГОСТ 32388 наиболее консервативный. Метод Code Case 2901 наименее консервативный, но основан на экспериментах с фланцами ASME B16.5 и применимость для Российских фланцев под вопросом. Метод DNV рекомендуется к использованию, т.к. менее консервативен, чем "чистый" метод эквивалентного давления, но обоснованно и вполне применим для фланцев по ГОСТ в том числе.
На фланцевые соединения трубопроводов, кроме внутреннего или наружного давления, действуют также осевая сила и изгибающие моменты, величины которых определяются из расчета напряженно-деформированного состояния трубопровода.
Указанные силовые факторы учитываются при определении расчетного давления фланцевого соединения, вычисляемого по формуле.
Полученное давление должно быть меньше допускаемого давления для фланцевого соединения согласно ГОСТ 356-80.
Допускаемые давления в режиме испытаний принимаются в 1.25-1.5 раза выше, в соответствии с ГОСТ 356-80.
Идея метода заключается в том, что допускаемое давление на фланец можно повысить до давления испытаний, которое согласно DNV больше в 1.5 раза. Но в запас прочности вместо коэффициента 1.5 принимается значение 1.3.
Параметр |
Описание |
Наружный диаметр трубы |
|
Расчетная температура в трубе |
|
Осевая сила |
Осевая сила, действующая на фланцевое соединение (при растяжении принимается со знаком «плюс»; при сжатии – «минус»). Определена из расчета без учета распорного усилия от давления |
Изгибающий момент |
Изгибающий момент M, действующий на фланцевое соединение, определенный из расчета
Мх, Му - изгибающие моменты, действующие в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось трубы без учета распорного усилия от давления |
Расчетное давление в трубе |
Расчетное давление, заданное в трубе. При выводе наибольших значений - давление при испытаниях игнорируется |
Требуемое расчетное давление во фланцевом соединении |
Давление на которое необходимо выбирать фланцевое соединение в зависимости от диаметра и температуры
Требуемое номинальное давление фланцевого соединения, полученное с учетом действия осевой силы и изгибающего момента. Значение PN для режима испытаний делится на коэффициент приведения k. Коэффициент приведения k принимается равным значению заданного давления испытаний, деленного на заданное рабочее давление в трубе, но не более 10 и не менее 1.0 |
После выполнения расчета: Результаты > Герметичность фланцевых соединений
