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法蘭計算方法A和法蘭計算方法B
更新時間??2021-05-23 16:13 閱讀
一、計算方法A
計算方法A與我國國家標準GB 150《鋼制壓力容器》中的法蘭計算方法相 同，都是沿用了美國機械工程師協會（ASME)鍋爐及壓力容器規范[第1卷壓力容器第一冊 (簡稱ASME-1-1)]中的有關法蘭計算規程。
此計算方法是以Waters法為代表的基于彈 性分析為基礎的法蘭分析方法，由于它考慮了組成法蘭的3個部分：殼體、錐頸和法蘭環之 間的相互作用，所以從彈性分析準則來說是比較完善的計算方法。
Waters法是在彈性理論 基礎上加進了錐頸因素，推導出了計算公式。該法的突出特點是，在前人工作的基礎上給出 了各種壓緊面和多種墊片材料的大量密封性能數據及圖表，使設計者感到使用方便。 Waters法的價值在于利用適當的假設可使復雜的應力求解簡化到可以手算的地步，并可在 常用的尺寸和壓力范圍內設計出令人滿意的螺栓法蘭連接。
因此，該方法至今仍為美國、日 本、英國、法國等許多國家規范所承認。Waters法作為密封設計是以經驗為依據，其連接設 計與迄今大部分設計方法一樣，以強度為主要準則，設計方法的核心是兩個墊片系數和 “ ，這些系數的數值是經過實驗和實踐積累而成，在使用中一般被認為是比較滿意的；法蘭、螺栓連接是安全的.加上它簡便易行的優點，所以長期為我國和許多國家采用。目前，國 內外開展對^與爪值的重新測定，無疑是對Waters法的完善。
Waters法雖然沒有直接計算法蘭的變形，但它用計算法蘭的彈性名義應力，并通過控 制適當許用應力的辦法，來保證法蘭具有足夠的剛性，從而使整個連接達到密封可靠的要 求，達到了以簡便的強度設計代替密封設計的當量計算目的。由此可見，W a t e r s法的設計 結果是法蘭相對偏于安全。
計算方法A主要用于與GB/T 9112～9124—2010《鋼制管法蘭》中從屬于美洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標準中公稱壓力用Class標記的Class 150、ClaSS 300、 Class 600、Class 900、Class 1500及Class 2500的法蘭。目前，我國一些管道工程上也常常 采用Waters法來計算非標準法蘭。不難看出.基于彈性分析為基礎的計算方法A是一種 普遍采用的法蘭設計方法。
二、計算方法B
計算方法B的內容取自于德國DIN 2505《管法蘭連接計算》中的法蘭強度計算部分，這 是基于塑性極限強度理論的法蘭計算方法。其特點是：根據法蘭、螺栓和墊片間的互相依賴 關系，綜合各影響因素，從剛度、強度和密封角度統一考慮法蘭設計，從連接件（法蘭、螺栓、 墊片）的剛度及墊片的性質出發，確定必要的螺栓載荷；按極限載荷的觀點，根據螺栓力在殼 環連接處以互相支承.保持連接的最大塑性力矩來確定法蘭尺寸，從而挖掘法蘭的承載能 力，以獲得較小結構尺寸的法蘭設計。對于墊片的特性參數.DIN 2505方法還考慮了液體 和氣體的差別，其數值各有不同，這在Waters法中是沒有的。另外，由于注意到墊片密封 力、介質壓力對法蘭產生的撓度、螺栓的伸長、墊片的壓縮、各種材料彈性模量在高溫下的降 低以及熱脹冷縮，使得計算結果趨近于實際情況。
DIN 2505方法不足之處在于計算過程較為復雜，涉及參數很多，有的需要采用電算。 由于該方法認為法蘭的強度并非是“連接設計”的主要矛盾，因此允許對法蘭按極限載荷法 進行計算，雖然可挖掘法蘭的承載能力，獲得較小的法蘭結構尺寸，但由此會引起法蘭柔性 增大，進而可能導致法蘭連接密封失效，故要通過制作一個所謂“載荷-變形圖”的辦法加以 檢驗。但是，“載荷-變形圖”的制作過程需要涉及墊片的回彈性能、墊片比壓及墊片系數等 參數，而這些參數的準確度又受許多因素的影響.目前測定這些準確數據尚存在很多問題， 由此對“載荷-變形圖”的制作造成困難。此外，此圖的制作過程十分繁瑣，設計中往往難以 完成。基于上述原因，計算方法B的內容只著眼于法蘭強度，它和德國AD規范中的法蘭設 計方法內容相當，即不涉及法蘭的剛度。
計算方法B主要用于與GB/T 9112～9124 —2010《鋼制管法蘭》中從屬于歐洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標準中公稱壓力用PN標記的PN2. 5～PN400的法蘭。
對于非標準化的法蘭設計，是采用計算方法A還是采用計算方法B，當前很難做出結 論。不過，在我國現有的很多管理工程設計中，對非標法蘭的設計，較少使用DIN 2505法 蘭設計方法。
計算方法A與我國國家標準GB 150《鋼制壓力容器》中的法蘭計算方法相 同，都是沿用了美國機械工程師協會（ASME)鍋爐及壓力容器規范[第1卷壓力容器第一冊 (簡稱ASME-1-1)]中的有關法蘭計算規程。
此計算方法是以Waters法為代表的基于彈 性分析為基礎的法蘭分析方法，由于它考慮了組成法蘭的3個部分：殼體、錐頸和法蘭環之 間的相互作用，所以從彈性分析準則來說是比較完善的計算方法。
Waters法是在彈性理論 基礎上加進了錐頸因素，推導出了計算公式。該法的突出特點是，在前人工作的基礎上給出 了各種壓緊面和多種墊片材料的大量密封性能數據及圖表，使設計者感到使用方便。 Waters法的價值在于利用適當的假設可使復雜的應力求解簡化到可以手算的地步，并可在 常用的尺寸和壓力范圍內設計出令人滿意的螺栓法蘭連接。
因此，該方法至今仍為美國、日 本、英國、法國等許多國家規范所承認。Waters法作為密封設計是以經驗為依據，其連接設 計與迄今大部分設計方法一樣，以強度為主要準則，設計方法的核心是兩個墊片系數和 “ ，這些系數的數值是經過實驗和實踐積累而成，在使用中一般被認為是比較滿意的；法蘭、螺栓連接是安全的.加上它簡便易行的優點，所以長期為我國和許多國家采用。目前，國 內外開展對^與爪值的重新測定，無疑是對Waters法的完善。
Waters法雖然沒有直接計算法蘭的變形，但它用計算法蘭的彈性名義應力，并通過控 制適當許用應力的辦法，來保證法蘭具有足夠的剛性，從而使整個連接達到密封可靠的要 求，達到了以簡便的強度設計代替密封設計的當量計算目的。由此可見，W a t e r s法的設計 結果是法蘭相對偏于安全。
計算方法A主要用于與GB/T 9112～9124—2010《鋼制管法蘭》中從屬于美洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標準中公稱壓力用Class標記的Class 150、ClaSS 300、 Class 600、Class 900、Class 1500及Class 2500的法蘭。目前，我國一些管道工程上也常常 采用Waters法來計算非標準法蘭。不難看出.基于彈性分析為基礎的計算方法A是一種 普遍采用的法蘭設計方法。
二、計算方法B
計算方法B的內容取自于德國DIN 2505《管法蘭連接計算》中的法蘭強度計算部分，這 是基于塑性極限強度理論的法蘭計算方法。其特點是：根據法蘭、螺栓和墊片間的互相依賴 關系，綜合各影響因素，從剛度、強度和密封角度統一考慮法蘭設計，從連接件（法蘭、螺栓、 墊片）的剛度及墊片的性質出發，確定必要的螺栓載荷；按極限載荷的觀點，根據螺栓力在殼 環連接處以互相支承.保持連接的最大塑性力矩來確定法蘭尺寸，從而挖掘法蘭的承載能 力，以獲得較小結構尺寸的法蘭設計。對于墊片的特性參數.DIN 2505方法還考慮了液體 和氣體的差別，其數值各有不同，這在Waters法中是沒有的。另外，由于注意到墊片密封 力、介質壓力對法蘭產生的撓度、螺栓的伸長、墊片的壓縮、各種材料彈性模量在高溫下的降 低以及熱脹冷縮，使得計算結果趨近于實際情況。
DIN 2505方法不足之處在于計算過程較為復雜，涉及參數很多，有的需要采用電算。 由于該方法認為法蘭的強度并非是“連接設計”的主要矛盾，因此允許對法蘭按極限載荷法 進行計算，雖然可挖掘法蘭的承載能力，獲得較小的法蘭結構尺寸，但由此會引起法蘭柔性 增大，進而可能導致法蘭連接密封失效，故要通過制作一個所謂“載荷-變形圖”的辦法加以 檢驗。但是，“載荷-變形圖”的制作過程需要涉及墊片的回彈性能、墊片比壓及墊片系數等 參數，而這些參數的準確度又受許多因素的影響.目前測定這些準確數據尚存在很多問題， 由此對“載荷-變形圖”的制作造成困難。此外，此圖的制作過程十分繁瑣，設計中往往難以 完成。基于上述原因，計算方法B的內容只著眼于法蘭強度，它和德國AD規范中的法蘭設 計方法內容相當，即不涉及法蘭的剛度。
計算方法B主要用于與GB/T 9112～9124 —2010《鋼制管法蘭》中從屬于歐洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標準中公稱壓力用PN標記的PN2. 5～PN400的法蘭。
對于非標準化的法蘭設計，是采用計算方法A還是采用計算方法B，當前很難做出結 論。不過，在我國現有的很多管理工程設計中，對非標法蘭的設計，較少使用DIN 2505法 蘭設計方法。
