1、适用范围
本标准适用于设计压力10MPa的高压法兰螺栓载荷计算.
2、引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时,所示版本均为有效所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性.
GB150－1998 《钢制压力容器》
ASME/ANSI B16.5-1988 《管法兰与法兰连接件》
ASME B16.20-1993 《Metallic Gasket for pipe Flanges-Ring-Joint,Spiral-wound and Jacketed》
ASME B1.1-1989 《Unified inch Screw Threads》
GB196-81 《普通螺纹基本尺寸》
3、 螺栓载荷计算
3.1 垫片
3.1.1 垫片有效密封宽度
选定垫片尺寸，按表1确定垫片接触宽度N和基本密封宽度b0，并按以下规定计算垫片有效密封宽度b:
当b0≤6.4mm时，b=b0
当 b0>6.4mm时，b=2.53
3.1.2 垫片压紧力作用中心圆直径
除活套法兰外，垫片压紧力作用中心圆直径DG(mm)按下述规定计算
当b0≤6.4mm时，DG等于垫片接触的平均直径
当 b0>6.4mm时，DG等于垫片接触的外径减去2b
3.1.3 垫片压紧力
a）预紧状态下需要的最小垫片压力FG(N)按式1计算
FG＝Fa =3.14DGby (1)
b）操作状态下需要的最小垫片压紧力按式2计算
FG＝FP=6.28DGbmPc (2)
式中:
m  垫片系数, 按表2查取
y  垫片密封比压,MPa, 按表2查取
Pc  设计压力,MPa
3.1.4 垫片宽度
垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用，可因压紧过度而失去密封性能。为此垫片须有足够的宽度，其值可按经验确定。





郝 正 泉 谢 林 章 李 苏 秦 李 法 海 1999.06.20 1998.07.20
编 制 校 审 标准化审核 审 定
发布日期 实施日期



表1 垫片基本密封宽度
























































注: 当锯齿深度不超过0.4mm,齿距不超过0.8mm时,应采用1b或1d的压紧面形状.
表2垫片性能参数

















































3.2 螺栓
3.2.1 螺栓载荷
1 预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa (N)按式3计算
Wa=Fa=3.14DGby (3)
2 操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp (N)按式4计算
Wp=F+Fp=0.785 Pc+6.28DGbmPc (4)
3.2.2 螺栓面积
1 预紧状态下需要的最小螺栓面积Aa(mm2)按式5计算
Aa＝ (5)
2 操作状态下需要的最小螺栓面积Ap(mm2)按式6计算
Ap＝ (6)
式中:
b  常温下螺栓材料的许用应力,MPa
bt  设计温度下螺栓材料的许用应力,MPa
3 需要的螺栓面积Am取Aa与Ap之大值
4 实际螺栓面积Ab 应不小于需要的螺栓面积Am。
3.2.3 螺栓设计载荷
1 预紧状态螺栓设计载荷按式7计算
W＝FG= (7)
2 操作状态螺栓设计载荷按式8计算
W＝Wp (8)
3.2.4拧紧和放松螺母时所需的力矩
三角形螺纹副在拧紧和放松螺母时所需的力矩(N.m)分别为
M1= +φv) (9)
M2= -φv) (10)
d2－螺纹的中径,mm
W－螺栓载荷 ,N
λ－螺纹开角 ,弧度 tgλ=
Z－－螺纹头数
t－－为螺矩,mm
φV－－当量摩擦角,弧度φV =arctgμv

－－为螺纹间摩擦系数，钢对钢螺纹取0.3
β－－三角螺纹的牙形半角,弧度
3.2.5螺栓载荷的计算程序(见表3)
表3以管道等级8L1 CL1500 法兰公称直径DN150为例对螺栓设计载荷进行了计算







表3高压螺栓载荷计算书



































3.2.6螺栓载荷计算表
有关管道等级中法兰的每只螺栓设计载荷及拧紧力矩见表4.
表4螺栓设计载荷一览表
管道 设计条件 法兰 公称直径 螺栓直径 螺栓 每个螺栓设计载荷(N) 螺栓拧紧力矩N.m
等级 压力MPa 温度℃ 等级 DN(mm) d(mm) 数量 预紧载荷 操作载荷 预紧 操作
50 22.23 ( )
8 38024 20470 146 78.6
65 25.4 (1") 8 44187 25083 199 113
80 22.23 ( )
8 43524 31470 167 121
7B4 14 100 CL900 100 28.58 ( )
8 63441 43132 325 221
125 31.75 ( )
8 83943 61965 456 337
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