《管法兰连接计算方法+第2部分：基于泄漏率的计算方法GBT+17186.2-2018》详细解读

《管法兰连接计算方法第2部分：基于泄漏率的计算方法GB/T17186.2-2018》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4图示和符号5一般规定6计算参数contents目录7接头内力8许用载荷率检查附录A(资料性附录)使用扭矩扳手的装配附录B(规范性附录)原蠕变因子gc的使用附录C(资料性附录)法兰偏转附录D(资料性附录)螺栓紧固方法的离散性附录E(资料性附录)计算顺序contents目录附录F(资料性附录)垫片应力不均匀的限制要求附录G(资料性附录)米制螺栓尺寸参考文献011范围适用对象本标准规定了基于泄漏率的管法兰连接计算方法。适用于工业管道系统中，使用法兰连接的管道泄漏率计算。““泄漏率的定义和计算方法。考虑不同法兰类型、密封材料、操作条件等因素对泄漏率的影响。涉及内容适用范围限制本标准主要适用于工业管道系统，对于其他类型的管道系统（如建筑排水管道等）可能不适用。在计算泄漏率时，需考虑具体的法兰类型、密封材料等因素，不在本标准范围内的法兰类型和密封材料可能不适用。022规范性引用文件GB/T17186.1—XXXX管法兰连接计算方法第1部分：刚度计算方法GB/TXXXX紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T9112—XXXX钢制管法兰类型与参数引用标准指两个法兰之间通过螺栓等紧固件连接在一起的方式，用于管道的连接。法兰连接在一定的压差下，单位时间内通过法兰连接处的泄漏量。泄漏率安装在法兰密封槽内，用于增强法兰连接密封性能的元件。密封圈相关术语和定义010203010203引用文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。当引用文件被修订后，应使用其最新版本。对于未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。引用文件的应用033术语和定义定义法兰连接是一种通过螺栓连接两个带有法兰的管道或设备部件的方式。构成由一对法兰、密封圈、螺栓和螺母等组成，通过紧固螺栓使两个法兰紧密贴合，从而达到密封和连接的目的。3.1法兰连接泄漏率是指在单位时间内，法兰连接处泄漏的介质量与总介质流量的比值。定义泄漏率是衡量法兰连接密封性能的重要指标，对于保障管道系统的正常运行和安全生产具有重要意义。意义3.2泄漏率定义密封性能是指法兰连接在规定的压力和温度条件下，保持连接处不泄漏的能力。影响因素密封性能受到法兰结构、密封圈材料、螺栓预紧力、介质压力等多个因素的影响。3.3密封性能3.4螺栓预紧力作用适当的螺栓预紧力可以保证法兰连接的密封性和稳定性，防止介质泄漏和法兰松动。定义螺栓预紧力是指在安装过程中，通过拧紧螺栓对法兰连接产生的初始压紧力。044图示和符号法兰连接示意图展示了法兰、螺栓、密封圈等组件如何组装在一起，形成完整的法兰连接。各部件尺寸及位置图示详细标注了法兰、螺栓、密封圈等部件的尺寸和相对位置，便于读者理解和实际操作。法兰连接图示符号说明法兰符号01代表法兰的符号，通常用于图纸和计算中，以简化表述。螺栓符号02代表螺栓的符号，用于标识连接法兰的螺栓。密封圈符号03代表密封圈的符号，用于标识安装在法兰密封槽内的密封圈。其他相关符号04包括力、压力、温度等物理量的符号，以及用于计算的常数和变量符号等。这些符号在计算和设计中起着重要作用，有助于简化表述和提高计算效率。055一般规定123本部分适用于钢制管法兰连接在基于泄漏率的紧密性计算。适用于不同压力等级和温度条件下的法兰连接。适用于各种类型的法兰，包括平焊法兰、对焊法兰等。5.1适用范围指单位时间内通过法兰连接处泄漏的流体量。泄漏率紧密性密封圈法兰连接处抵抗泄漏的能力。安装在法兰密封槽内，用于增强法兰连接紧密性的部件。5.2术语和定义泄漏率单位通常采用标准立方米每小时（Nm³/h）或者标准升每分钟（Nl/min）。压力单位通常采用兆帕（MPa）或者巴（bar）。温度单位通常采用摄氏度（℃）或者开尔文（K）。5.3符号和单位010203基于泄漏率的计算方法是通过测量或计算法兰连接处的泄漏率来评估其紧密性。该方法考虑了法兰连接的结构特点、密封圈的性能以及操作条件等因素。通过与标准泄漏率进行比较，可以判断法兰连接的紧密性是否符合要求。5.4计算方法概述066计算参数根据国家标准GB/T17186.2-2018，管法兰连接的泄漏率应满足特定要求。这涉及到对泄漏量的具体计算和评估。泄漏率标准泄漏率的计算需要考虑实际的测试压力和温度条件。这些参数对泄漏率有直接影响，因此必须在计算过程中予以准确考虑。测试压力与温度泄漏介质的密度也是计算泄漏率的重要参数。不同介质具有不同的密度，这将影响泄漏量的计算结果。泄漏介质密度6.1泄漏率计算参数法兰类型与尺寸不同类型的法兰（如平焊法兰、对焊法兰等）以及法兰的尺寸（如直径、厚度等）都会对连接性能产生影响，进而影响泄漏率的计算。6.2连接结构参数密封面形式法兰连接的密封面形式（如突面、凹凸面、榫槽面等）对密封性能和泄漏率具有显著影响。选择合适的密封面形式是确保低泄漏率的关键。螺栓规格与预紧力螺栓的规格（如直径、长度等）和预紧力的大小对法兰连接的紧密性和泄漏率有重要影响。合理的螺栓选择和预紧力设置是降低泄漏率的有效措施。077接头内力轴力沿管轴方向的作用力，主要由管道内压力和法兰螺栓预紧力产生。剪力垂直于管轴方向的作用力，主要由法兰连接处的弯矩和扭矩产生。弯矩使管道产生弯曲变形的力矩，主要由管道安装偏差、温度变化和地震等因素引起。扭矩使管道产生扭转变形的力矩，通常由管道内部流体流动或外部机械作用引起。7.1内力的定义和分类根据管道内压力和法兰螺栓预紧力，采用力学平衡原理进行计算。轴力和剪力的计算根据管道的安装条件、使用环境和外部载荷等因素，采用材料力学和结构力学的方法进行计算。弯矩和扭矩的计算7.2接头内力的计算方法不同的法兰连接形式会对接头内力产生影响，如平焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰等。法兰连接形式螺栓预紧力的大小会直接影响接头的轴力和剪力，因此需要根据实际情况进行合理调整。螺栓预紧力管道材料的弹性模量、泊松比等物理特性会影响接头的内力和变形情况。管道材料特性7.3接头内力的影响因素合理选择法兰连接形式和材料，以降低接头的内力和变形。加强管道支撑和约束，减小接头的弯矩和扭矩。精确控制螺栓预紧力，避免过大或过小导致接头性能下降。定期检查和维护接头，确保其处于良好的工作状态。7.4接头内力的优化措施088许用载荷率检查在GB/T17186.2-2018标准中，许用载荷率检查是确保管法兰连接安全性的重要环节。这一检查主要是为了验证法兰连接在实际工作条件下是否能够满足泄漏率的要求，同时保证连接的结构安全性。8.许用载荷率检查1.计算许用载荷根据法兰的材料、尺寸和设计参数，计算出法兰连接的许用载荷。这个许用载荷是法兰连接能够承受的最大安全载荷。2.实际工作载荷计算根据实际工作条件，如压力、温度等，计算出法兰连接在实际运行中的工作载荷。8.许用载荷率检查8.许用载荷率检查载荷率比较：将实际工作载荷与许用载荷进行比较，得出载荷率。如果载荷率低于100%，则表明法兰连接在安全范围内运行；如果载荷率接近或超过100%，则需要采取相应措施，如降低工作压力或更换更高强度的法兰连接。泄漏率验证：在许用载荷率检查的同时，还需要根据实际工作载荷和法兰连接的泄漏率数据进行对比，确保法兰连接在实际运行中能够满足泄漏率的要求。通过许用载荷率检查，可以及时发现并解决法兰连接可能存在的安全隐患，确保设备的正常运行和人员的安全。同时，这一检查也有助于优化法兰连接的设计和使用条件，提高其经济性和可靠性。需要注意的是，进行许用载荷率检查时，应严格按照GB/T17186.2-2018标准中的规定进行，确保检查结果的准确性和可靠性。此外，对于不同类型的法兰连接和使用条件，许用载荷率检查的具体方法和步骤可能会有所不同，因此需要根据实际情况进行调整和优化。09附录A(资料性附录)使用扭矩扳手的装配VS根据法兰连接所需的预紧力矩，选择相应量程的扭矩扳手。校验扭矩扳手在使用前，应对扭矩扳手进行校验，确保其准确性和可靠性。选择合适的扭矩扳手扭矩扳手的选择清洁法兰密封面在装配前，应彻底清洁法兰密封面，确保无油污、杂质等。检查密封圈装配前的准备工作检查密封圈是否完好无损，如有破损或老化应及时更换。0102根据法兰连接的要求，设定合适的预紧力矩值。设定预紧力矩在使用扭矩扳手时，应平稳施加力矩，避免冲击和过载。平稳施加力矩完成装配后，应检查法兰连接的紧固情况，确保无松动或泄漏现象。检查紧固情况扭矩扳手的操作要点01遵守安全规范在操作扭矩扳手时，应遵守相关的安全规范，确保人身和设备安全。注意事项02定期维护保养对扭矩扳手进行定期的维护保养，确保其长期稳定运行。03记录装配数据在完成装配后，应详细记录装配数据，以便后续追溯和分析。10附录B(规范性附录)原蠕变因子gc的使用gc因子的定义原蠕变因子gc是指在一定温度和压力下，法兰连接密封性能随时间变化的一个修正系数。gc反映了法兰连接在长期使用过程中，由于材料蠕变、应力松弛等因素导致的密封性能下降。gc因子通常通过实验测定，根据法兰材料、密封圈材料和工况条件等因素进行综合评估。在缺乏实验数据时，也可采用经验公式或查表法进行估算。gc因子的计算方法gc因子在泄漏率计算中的应用在进行法兰连接泄漏率计算时，需将gc因子纳入考虑，以更准确地预测实际泄漏情况。通过对gc因子的合理取值，可以优化法兰连接的设计和使用，提高密封性能和可靠性。注意事项gc因子的取值应根据具体情况进行调整，不可随意套用或忽略。在进行法兰连接设计时，应充分考虑材料的蠕变和应力松弛特性，选择合适的材料和结构形式以降低gc因子的影响。““11附录C(资料性附录)法兰偏转法兰偏转的定义法兰偏转是指在法兰连接中，两个法兰端面之间发生相对角度的偏移。这种偏移可能是由于安装误差、管道变形、温度变化等因素引起的。010203法兰偏转会导致密封面的不均匀接触，影响密封性能。偏转过大时，可能导致螺栓受力不均，甚至产生弯曲或断裂。长期的法兰偏转可能加速密封圈的磨损，缩短使用寿命。法兰偏转对连接性能的影响法兰偏转的测量与评估根据测量结果，评估法兰偏转对连接性能的影响程度。通过测量法兰端面上各点的相对位置变化，计算出偏转角度。可以使用专用的法兰偏转测量工具进行测量。010203在安装过程中，应严格按照规范进行操作，避免产生过大的安装误差。法兰偏转的预防与纠正措施对于已经发生偏转的法兰连接，可以通过调整螺栓松紧度、增加支撑等方式进行纠正。在设计和选材时，应充分考虑管道系统的温度变化和受力情况，选择合适的法兰和密封圈材料，以降低法兰偏转的风险。12附录D(资料性附录)螺栓紧固方法的离散性螺栓预紧力螺栓材料的弹性模量、屈服强度等性能指标对紧固效果有重要影响。螺栓材料性能被连接件材料性能被连接件的材料硬度、厚度等因素也会影响螺栓的紧固效果。螺栓在紧固过程中所受的预紧力大小会直接影响其紧固效果，预紧力不足或过大都会导致连接效果不佳。螺栓紧固力的影响因素螺栓制造误差由于制造工艺的限制，螺栓的尺寸和形状会存在一定的误差，从而导致紧固力的离散性。安装过程中的不确定性安装过程中，人工操作的熟练程度、工具设备的精度等因素都会对螺栓的紧固效果产生影响。环境因素的影响温度、湿度等环境因素也会对螺栓的紧固效果产生一定的影响。螺栓紧固方法的离散性原因控制环境因素在安装过程中，应尽量控制环境温度、湿度等影响因素，以保证螺栓的紧固效果。选用高精度螺栓选用制造精度高、质量稳定的螺栓产品，可以减小因螺栓制造误差导致的紧固力离散性。提高安装工艺水平通过加强安装工人的技能培训，提高安装工具的精度等措施，可以减小安装过程中的不确定性。减少螺栓紧固方法离散性的措施可以使用扭矩扳手、超声波测厚仪等专用检测工具对螺栓的紧固力进行检测。使用专用检测工具对于重要设备或结构中的螺栓连接，应定期进行紧固力的检测与维护，确保其处于良好的工作状态。定期检测与维护螺栓紧固力的检测与评估13附录E(资料性附录)计算顺序根据工艺要求或相关规范，明确管法兰连接的最大允许泄漏率。确定所需的泄漏率标准根据标准GB/T17186.2-2018中提供的计算方法，选择适合的计算方式来确定泄漏率。选择计算方法确定计算目标01法兰和密封圈的几何尺寸包括法兰直径、密封槽尺寸、密封圈直径和截面尺寸等。材料属性收集法兰、密封圈以及紧固件（如螺栓或双头螺柱）的材料属性，如弹性模量、泊松比等。操作条件记录管法兰连接的操作温度、压力以及可能的介质性质等。收集输入数据0203建立数学模型根据所选的计算方法，建立相应的数学模型来描述管法兰连接的泄漏行为。输入已知数据将收集到的输入数据代入数学模型中。求解泄漏率通过数学运算，求解出在给定的操作条件下管法兰连接的泄漏率。030201进行泄漏率计算对比允许泄漏率将计算得到的泄漏率与允许的最大泄漏率进行对比，判断管法兰连接是否满足要求。01结果分析与评估优化建议如果计算结果显示泄漏率超标，可以提出优化建议，如更换密封圈材料、调整紧固力矩等，以降低泄漏率。0214附录F(资料性附录)垫片应力不均匀的限制要求法兰连接面的不平整度垫片应力不均匀性的原因螺栓预紧力的不均匀分布垫片材料的非均质性垫片应力不均匀的限制条件垫片压缩应力的最大值与最小值之比应在一定范围内01垫片应力的平均值应满足密封要求02垫片在预紧和工作状态下的应力分布应相对稳定03影响法兰连接的密封性能可能导致垫片过早失效或泄漏对法兰和螺栓产生额外的应力，影响使用寿命垫片应力不均匀性的影响010203减少垫片应力不均匀性的措施0302提高法兰连接面的加工精度和平整度01选用高质量的垫片材料，确保其均质性和稳定性采用均布螺栓预紧力，确保每个螺栓的预紧力相同15附录G(资料性附录)米制螺栓尺寸直径