Определение усилий затяжки крепежа фланцевых соединений

1.1 Затяжка крепежа при сборке ФС оборудования должна обеспечить герметичность соединения на всех режимах его работы, включая гидроиспытания, при воздействии рабочего и испытательного давления, сил, вызываемых температурными перепадами, массой соответствующих частей оборудования и содержащейся в них рабочей среды, реакций опор и другими факторами, зависящими от конструкции оборудования и условий его работы.

1.2 Крутящий момент, необходимый при затяжке крепежа ФС гаечным ключом

М _кр = z F ₀ d ₀/ z, Н× мм,

где z – число шпилек (болтов) ФС, шт;

d ₀ – наружный диаметр резьбы шпильки (болта), мм;

F ₀ – сила, которая должна действовать на прокладку в результате затяжки крепежа, Н;

z - коэффициент, z = 0, 37, если сборка ФС производится без смазки крепежа, и z = 0, 26 при использовании смазки. При этом смазка должна наноситься не только на резьбу крепежных деталей, но и на поверхности гаек с фланцем.

1.3 Сила, действующая на прокладку в результате затяжки крепежа, должна отвечать условиям:

F ₀ ³ F _об,

F ₀ ³ F _пр.ги + (1 - c) F _р.ги,

F ₀ ³ F _пр.раб + (1 - c) F _р.раб – F _Т,

где F _об = p D _пр b ₀ q ₀, сила, необходимая для обжатия прокладки, Н;

F _пр.ги = p D _пр b ₀ mp _ги, сила, обеспечивающая герметичность ФС при гидроиспытании, Н;

F _пр.раб = p F _Т b ₀ mp _раб, сила, обеспечивающая герметичность ФС при рабочем давлении, Н;

F _р.ги = 0, 785 p _ги, сила, действующая на ФС от давления гидроиспытания, Н;

F _р.раб = 0, 785 p _раб, сила, действующая на ФС от рабочего давления, Н;

F _Т – сила, действующая на крепеж при температурных перепадах, Н;

c - коэффициент нагрузки;

D _пр – средний диаметр прокладки, мм;

b ₀ – эффективная ширина прокладки, мм;

q ₀ – удельное давление на прокладку при обжатии, МПа (Н/мм²);

m – прокладочный коэффициент;

p _ги – давление гидроиспытания, МПа (Н/мм²);

p _раб – рабочее давление среды, МПа (Н/мм²);

Указания по определению эффективной ширины прокладки b ₀, значения прокладочного коэффициента m, удельного давления на прокладку q ₀ в зависимости от характеристики прокладок и рабочей среды оборудования приведены в таблице Г.1.

Рекомендуемые значения ширины плоских прокладок из разных материалов приведены в таблице Г.2.

1.4 Сила, действующая на прокладку после затяжки крепежа:

F _пр = F ₀.

Сила, действующая на прокладку при гидроиспытании:

F _пр = F ₀ - (1 - c) F _р.ги,

Сила, действующая на прокладку в рабочих режимах:

F _пр = F ₀ - (1 - c) F _р.раб + F _Т,

1.5 При определении силы, необходимой для обжатия прокладки, должно выполняться следующее условие:

q _min K £ q ₀ £ q _max,

где K – коэффициент, K = 1 – для жидкой среды и K = 1, 8 – для воздуха и газов с высокой проникающей способностью (водород, гелий, и т.п.).

Рекомендуемые значения q _min и q _max в зависимости от материала прокладок приведены в таблице Г.3.

Таблица Г.1

Значения b ₀, m, q ₀ для различных конструкций прокладок

Характеристика прокладки	Рабочая среда
Конструкция	Материал	Эффективная ширина b 0, мм	Жидкости	Воздух, пар, пароводяная смесь	Газы с высокой проникающей способностью (водород, гелий и т.д.)
m	q 0, МПа	m	q 0, МПа	m	q 0, МПа
Прокладки плоские	Резина твердая	b	1, 2		2, 2		3, 0
	Фторопласт	1, 4		2, 5		3, 1
Паронит	b при b Ј 10 b при b > 10	1, 6		2, 9
	Алюминий, его сплавы	b при b Ј 10 b при b > 10	2, 0	R p0, 2	3, 5	R p0, 2		R p0, 2
Медь, ее сплавы; никель, его сплавы	2, 5	4, 5
	Перлитная сталь	3, 0	5, 0
	Аустенитная сталь	3, 5	6, 0
Прокладки профильные (круг, овал)	Медь, ее сплавы; никель, его сплавы	0, 6 b	2, 5	2, 4 R p0, 2	4, 5	3 R p0, 2		4 R p0, 2
Перлитная сталь	3, 0	5, 0
Аустенитная сталь	3, 5	6, 0
Кольца графитовые КГУ	Графит	b	1, 6	m × p раб	2, 2	m × p раб	3, 2	m × p раб
Прокладки ПГФ без обтюратора	Графит	b	1, 6	m × p раб	2, 2	m × p раб	3, 2	m × p раб
Прокладки ПГФ с обтюратором	Графит	b	1, 5	m × p раб	2, 0	m × p раб	3, 0	m × p раб
Армированная графитовая КАГУ, тип I	Графит + металлическая фольга	h + b	1, 5	m × p раб	2, 2	m × p раб	3, 0	m × p раб
Армированная графитовая КАГУ, кроме типа I	Графит + металлическая фольга	b	1, 6	m × p раб	2, 4	m × p раб	3, 2	m × p раб
Прокладки ПАГФ без обтюратора	Графит	b	1, 6	m × p раб	2, 5	m × p раб	3, 2	m × p раб
Прокладки ПАГФ с обтюратором	Графит + металлическая фольга	b	1, 6	m × p раб	2, 0	m × p раб	3, 0	m × p раб
Прокладки ПОГФ с зубчатым кольцом	Графит + зубчатое кольцо	b	2, 0		3, 0		4, 0
Прокладки спирально-навитые	Перлитовая сталь	b	2, 0	m × p раб	3, 0	m × p раб	4, 0	m × p раб
Примечание: R p0, 2 – предел текучести

Таблица Г.2