法兰连接螺栓载荷及安装需用扭矩计算

1、参数法法兰兰的的设设计计螺螺栓栓载载荷荷计计算算设计压力P (Mpa)17设计温度 ()30螺栓材料SA-193 B7螺栓数量n20螺栓公称尺寸螺栓公称直径D (mm)2 1/2 8UN63.5螺母支承面直径F (mm)螺距PB (mm)98.433.175单个螺栓有效横截面积A (mm2)2865.890845常温下螺栓材料许用应力Sa (Mpa)172设计温度下螺栓材料许用应力Sb (Mpa)172垫片反力作用直径G (mm)692.15用于确定b0的宽度，基于可能的垫片接触宽度N（mm)用于确定b0的宽度，基于法兰面和垫片的接触宽度w (mm)25.4垫片或接头接触面有效密封宽度b (m

2、m)3.175垫片基准密封宽度b0 (mm)3.175垫片系数m6.5垫片或接头接触面单位密封载荷y (Mpa)180内压产生的总端部力H (N)6393210.802总的接触面压缩载荷HP (N)1524986.063操作工况下最小需要螺栓载荷Wm1 (N)7918196.865密封工况下最小需要螺栓载荷Wm2 (N)1242070.097操作工况下最小需要螺栓横截面积Am1 (mm2)46036.02829密封工况下最小需要螺栓横截面积Am2 (mm2)7221.33777最小需要螺栓横截面积Am (mm2)46036.02829操作工况法兰的设计螺栓载荷W1 (N)7918196.865

3、密封工况法兰的设计螺栓载荷W2 (N)8888430.685实际使用的螺栓总有效横截面积Ab (mm2)57317.81689法兰的设计螺栓载荷W (N)8888430.685螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法1 1螺母系数K0.2单个螺栓设计载荷F (N)444421.5343需用扭矩T (N.m)5644.153485螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法2 2螺母或螺栓头部支承面的平均直径dn (mm)80.965螺纹中径d2 (mm)61.4378375螺母或螺栓头部与法兰或垫片之间的摩擦系数fn0.16螺母和螺纹之间的摩擦系数f20.16螺纹的半角

4、 ()30螺纹的导角的正切值tan0.016449698导程L (mm)3.175需用扭矩T (N.m)5633.817305螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进行行，第第一一次次使使用用2030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100%100%需需用用扭扭矩矩。说明ASME VIII-1 强制性附录2有MAWP时校核应使用MAWP选择螺栓尺寸螺纹根部直径处或无螺纹部分最小直径处横截面积，可查相关手册或按等于0.7854*(D-0.9743PB)2参见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2，除了图2-4 sketc

5、h(1)的注释外，当b0小于等于6mm时，G等于垫片接触面平均直径；当b0大于6mm时，G等于垫片接触面外径-2b见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2如果b0小于等于6，则等于b0，如果b0大于6，等于2.5*b00.5参考ASME VIII-1， TABLE 2-5.2见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note1见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note10.785G2P2b*3.14GmPH+HP3.14GbyWm1/SbWm2/SaMax（Am1，Am2）Wm1

6、（Am+Ab）*Sa/2A*nMax（W1，W2）ASME PCC-1 附录K-使用螺母系数计算需用扭矩与螺母和法兰的摩擦系数有关，通常为摩擦系数+0.04，有涂装时摩擦系数通常取0.12，无涂装时取0.16.W/nKDF/1000ASME PCC-1 附录J-需用扭矩计算可简单的等于螺母的垫片面直径和螺栓名义直径的平均值平均螺纹接触直径,D-0.6495PB带涂装为0.12，不带涂装为0.16带涂装为0.12，不带涂装为0.16L/(d2)等于螺距PBdnfn+d2(f2+cos*tan)/(cos-f2*tan)*F/2000螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进行行，第第一一次次使使用用2

7、030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100%100%需需用用扭扭矩矩。螺栓公称尺寸3/8 UNC7/16 UNC1/2 UNC9/16 UNC5/8 UNC3/4 UNC7/8 UNC1 UNC1 1/8 8UN1 1/4 8UN1 3/8 8UN1 1/2 8UN1 5/8 8UN1 3/4 8UN1 7/8 8UN2 8UN2 1/4 8UN2 1/2 8UN2 3/4 8UN3 8UN3 1/2 8UNM8M10M12M14M16M18M20M22M24M27M30M33M36X3M39X3M42X3M45X3M4

8、8X3M52X3M56X3M60X3M64X3M68X3M72X3M76X3M80X3M90X3参数说明法法兰兰的的设设计计螺螺栓栓载载荷荷计计算算ASME VIII-1 强制性附录2设计压力P (Mpa)17有MAWP时校核应使用MAWP设计温度 ()30螺栓材料SA-193 B7螺栓数量n20螺栓公称尺寸螺栓公称直径D (mm)2 1/2 8UN63.5选择螺栓尺寸螺母支承面直径F (mm)螺距PB (mm)98.433.175单个螺栓有效横截面积A (mm2)螺纹根部直径处或无螺纹部分最小直径处横截面积，可查相关手册或按等于0.7854*(D-0.9743PB)22865.890845常

9、温下螺栓材料许用应力Sa (Mpa)507设计温度下螺栓材料许用应力Sb (Mpa)507垫片反力作用直径G (mm)692.15参见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2，除了图2-4 sketch(1)的注释外，当b0小于等于6mm时，G等于垫片接触面平均直径；当b0大于6mm时，G等于垫片接触面外径-2b用于确定b0的宽度，基于可能的垫片接触宽度N（mm)见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2用于确定b0的宽度，基于法兰面和垫片的接触宽度w (mm)25.4见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2垫片或接头接触面有效密封宽度b (mm)3.175如果b0小

10、于等于6，则等于b0，如果b0大于6，等于2.5*b00.5垫片基准密封宽度b0 (mm)3.175参考ASME VIII-1， TABLE 2-5.2垫片系数m6.5见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note1垫片或接头接触面单位密封载荷y (Mpa)180见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note1内压产生的总端部力H (N)6393210.8020.785G2P总的接触面压缩载荷HP (N)1524986.0632b*3.14GmP操作工况下最小需要螺栓载荷Wm1 (N)7918196.865H+HP密封工况下最小需要螺栓载

11、荷Wm2 (N)1242070.0973.14Gby操作工况下最小需要螺栓横截面积Am1 (mm2)15617.7453Wm1/Sb密封工况下最小需要螺栓横截面积Am2 (mm2)2449.842399Wm2/Sa最小需要螺栓横截面积Am (mm2)15617.7453Max（Am1，Am2）操作工况法兰的设计螺栓载荷W1 (N)7918196.865Wm1密封工况法兰的设计螺栓载荷W2 (N)18489165.02（Am+Ab）*Sa/2实际使用的螺栓总有效横截面积Ab (mm2)57317.81689A*n法兰的设计螺栓载荷W (N)18489165.02Max（W1，W2）螺螺栓栓安安装

12、装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法1 1ASME PCC-1 附录K-使用螺母系数计算需用扭矩螺母系数K0.2与螺母和法兰的摩擦系数有关，通常为摩擦系数+0.04，有涂装时摩擦系数通常取0.12，无涂装时取0.16.单个螺栓设计载荷F (N)924458.2508W/n需用扭矩T (N.m)11740.61978KDF/1000螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法2 2ASME PCC-1 附录J-需用扭矩计算螺母或螺栓头部支承面的平均直径dn (mm)80.965可简单的等于螺母的垫片面直径和螺栓名义直径的平均值螺纹中径d2 (mm)61.4378375平均螺纹接触直

13、径,D-0.6495PB螺母或螺栓头部与法兰或垫片之间的摩擦系数fn0.16带涂装为0.12，不带涂装为0.16螺母和螺纹之间的摩擦系数f20.16带涂装为0.12，不带涂装为0.16螺纹的半角 ()30螺纹的导角的正切值tan0.016449698L/(d2)导程L (mm)3.175等于螺距PB需用扭矩T (N.m)11719.1191dnfn+d2(f2+cos*tan)/(cos-f2*tan)*F/2000螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进行行，第第一一次次使使用用2030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100

14、%100%需需用用扭扭矩矩。参数法法兰兰的的设设计计螺螺栓栓载载荷荷计计算算设计压力P (Mpa)17设计温度 ()30螺栓材料SA-193 B7螺栓数量n20螺栓公称尺寸螺栓公称直径D (mm)1 1/2 8UN38.1螺母支承面直径F (mm)螺距PB (mm)60.333.175单个螺栓有效横截面积A (mm2)962.4777515常温下螺栓材料许用应力Sa (Mpa)172设计温度下螺栓材料许用应力Sb (Mpa)172垫片反力作用直径G (mm)448用于确定b0的宽度，基于可能的垫片接触宽度N（mm)用于确定b0的宽度，基于法兰面和垫片的接触宽度w (mm)22.5垫片或接头接触

15、面有效密封宽度b (mm)8.385254916垫片基准密封宽度b0 (mm)11.25垫片系数m3垫片或接头接触面单位密封载荷y (Mpa)69内压产生的总端部力H (N)2678394.88总的接触面压缩载荷HP (N)1203161.991操作工况下最小需要螺栓载荷Wm1 (N)3881556.871密封工况下最小需要螺栓载荷Wm2 (N)813903.6998操作工况下最小需要螺栓横截面积Am1 (mm2)22567.19111密封工况下最小需要螺栓横截面积Am2 (mm2)4731.998255最小需要螺栓横截面积Am (mm2)22567.19111操作工况法兰的设计螺栓载荷W1

16、(N)3881556.871密封工况法兰的设计螺栓载荷W2 (N)3596240.168实际使用的螺栓总有效横截面积Ab (mm2)19249.55503法兰的设计螺栓载荷W (N)3881556.871螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法1 1螺母系数K0.2单个螺栓设计载荷F (N)194077.8436需用扭矩T (N.m)1478.873168螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法2 2螺母或螺栓头部支承面的平均直径dn (mm)49.215螺纹中径d2 (mm)36.0378375螺母或螺栓头部与法兰或垫片之间的摩擦系数fn0.16螺母和螺纹之间的摩

17、擦系数f20.16螺纹的半角 ()30螺纹的导角的正切值tan0.028043688导程L (mm)3.175需用扭矩T (N.m)1512.161303螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进行行，第第一一次次使使用用2030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100%100%需需用用扭扭矩矩。说明ASME VIII-1 强制性附录2有MAWP时校核应使用MAWP选择螺栓尺寸螺纹根部直径处或无螺纹部分最小直径处横截面积，可查相关手册或按等于0.7854*(D-0.9743PB)2参见ASME VIII-1， TABLE 2-5.

18、2，除了图2-4 sketch(1)的注释外，当b0小于等于6mm时，G等于垫片接触面平均直径；当b0大于6mm时，G等于垫片接触面外径-2b见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2如果b0小于等于6，则等于b0，如果b0大于6，等于2.5*b00.5参考ASME VIII-1， TABLE 2-5.2见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note1见ASME VIII-1， TABLE 2-5.1 2-5（c) note10.785G2P2b*3.14GmPH+HP3.14GbyWm1/SbWm2/SaM

19、ax（Am1，Am2）Wm1（Am+Ab）*Sa/2A*nMax（W1，W2）ASME PCC-1 附录K-使用螺母系数计算需用扭矩与螺母和法兰的摩擦系数有关，通常为摩擦系数+0.04，有涂装时摩擦系数通常取0.12，无涂装时取0.16.W/nKDF/1000ASME PCC-1 附录J-需用扭矩计算可简单的等于螺母的垫片面直径和螺栓名义直径的平均值平均螺纹接触直径,D-0.6495PB带涂装为0.12，不带涂装为0.16带涂装为0.12，不带涂装为0.16L/(d2)等于螺距PBdnfn+d2(f2+cos*tan)/(cos-f2*tan)*F/2000螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进

20、行行，第第一一次次使使用用2030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100%100%需需用用扭扭矩矩。螺栓公称尺寸3/8 UNC7/16 UNC1/2 UNC9/16 UNC5/8 UNC3/4 UNC7/8 UNC1 UNC1 1/8 8UN1 1/4 8UN1 3/8 8UN1 1/2 8UN1 5/8 8UN1 3/4 8UN1 7/8 8UN2 8UN2 1/4 8UN2 1/2 8UN2 3/4 8UN3 8UN3 1/2 8UNM8M10M12M14M16M18M20M22M24M27M30M33M36X3M39

21、X3M42X3M45X3M48X3M52X3M56X3M60X3M64X3M68X3M72X3M76X3M80X3M90X3参数法法兰兰的的设设计计螺螺栓栓载载荷荷计计算算设计压力P (Mpa)17设计温度 ()30螺栓材料SA-193 B7螺栓数量n20螺栓公称尺寸螺栓公称直径D (mm)1 1/2 8UN38.1螺母支承面直径F (mm)螺距PB (mm)60.333.175单个螺栓有效横截面积A (mm2)962.4777515常温下螺栓材料许用应力Sa (Mpa)507设计温度下螺栓材料许用应力Sb (Mpa)507垫片反力作用直径G (mm)448用于确定b0的宽度，基于可能的垫片接

22、触宽度N（mm)用于确定b0的宽度，基于法兰面和垫片的接触宽度w (mm)22.5垫片或接头接触面有效密封宽度b (mm)8.385254916垫片基准密封宽度b0 (mm)11.25垫片系数m3垫片或接头接触面单位密封载荷y (Mpa)69内压产生的总端部力H (N)2678394.88总的接触面压缩载荷HP (N)1203161.991操作工况下最小需要螺栓载荷Wm1 (N)3881556.871密封工况下最小需要螺栓载荷Wm2 (N)813903.6998操作工况下最小需要螺栓横截面积Am1 (mm2)7655.930712密封工况下最小需要螺栓横截面积Am2 (mm2)1605.332

23、741最小需要螺栓横截面积Am (mm2)7655.930712操作工况法兰的设计螺栓载荷W1 (N)3881556.871密封工况法兰的设计螺栓载荷W2 (N)6820540.636实际使用的螺栓总有效横截面积Ab (mm2)19249.55503法兰的设计螺栓载荷W (N)6820540.636螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法1 1螺母系数K0.2单个螺栓设计载荷F (N)341027.0318需用扭矩T (N.m)2598.625982螺螺栓栓安安装装需需用用扭扭矩矩计计算算- -方方法法2 2螺母或螺栓头部支承面的平均直径dn (mm)49.215螺纹中径d2 (

24、mm)36.0378375螺母或螺栓头部与法兰或垫片之间的摩擦系数fn0.16螺母和螺纹之间的摩擦系数f20.16螺纹的半角 ()30螺纹的导角的正切值tan0.028043688导程L (mm)3.175需用扭矩T (N.m)2657.118769螺螺栓栓拧拧紧紧应应分分三三次次进进行行，第第一一次次使使用用2030%2030%需需用用扭扭矩矩，第第二二次次使使用用50%70%50%70%需需用用扭扭矩矩，第第三三次次100%100%需需用用扭扭矩矩。说明ASME VIII-1 强制性附录2有MAWP时校核应使用MAWP选择螺栓尺寸螺纹根部直径处或无螺纹部分最小直径处横截面积，可查相关手册或按等于0.7854*(D-0.9743PB)2参见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2，除了图2-4 sketch(1)的注释外，当b0小于等于6mm时，G等于垫片接触面平均直径；当b0大于6mm时，G等于垫片接触面外径-2b见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2见ASME VIII-1， TABLE 2-5.2如果b0小于等于6，则等于b0，如果b0