GBT前理全rJ本标准规定了两种不同的法蘭计算方法。其中方法A的内容主要取自于JISB《管法兰计算方法》方法B的内容主要取自于DIN《管法兰连接计算》同时规定两种不同计算方法的目的是为了适应我国已发布实施的法兰标准（等效国际标准的法兰标准）。本标准的法兰计算方法A与GB{{钢制压力容器》标准中的有关法兰计算方法的内容相当本标准与GBK钢制管法兰》配套使用。本标准由中华人民共和国机械工业部提出本标准由机械工业部机械标准化研究所歸口。本标准起草单位：机械工业部机械标准化研究所、华东理工大学、浙江工业大学密封件厂、无锡市石化配件厂及化工部设备设计技術中心站本标准主要起草人：李新华、蔡仁良、李俊英、邵君平、吴国松、应道宴、田争、陈琳。本标准委托机械工业部机械标准化研究所负责解释中华人民共和国国家标准钢制管法兰连接强度计算方法GBTCalculatingmethodforthestrengthofsteelpipeflangedjoint范围本标准规定了用于钢制管法兰的A,B两种强度法兰计算方法。本标准的法兰计算方法A主要用于公称压力PN为,,,,及MPa的钢制管法兰。本标准的法兰计算方法B主要用于公称压力PN为,,,,及MPa的钢制管法兰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。GB钢制压力容器总则本标准适用于垫片在螺栓孔中心圆内侧的钢制圆形管法兰本标准不适用于椭圆形、方形等特殊法兰及垫片在螺栓孔中心圆外侧的圆形管法兰。带颈对焊或带颈平焊和承插焊法兰应采用热轧或锻造工艺制成不可由钢板矗接割制如用钢板制造应沿钢板轧制方向割出板条然后弯制并使钢板的一个表面向内对着法兰轴线。钢板应经无损探伤检查不得有分层对接焊缝应采用全熔透结构并进行焊后热处理。螺栓的数量应尽可能多以使密封更均匀可靠螺栓孔中心距与螺栓孔直径之比不应大于螺栓孔中心圆应尽可能小以减小弯矩螺栓数量至少应为或的倍数。不应采用小于M或螺纹根径与此相近的螺栓螺栓的计算温度大于℃或标准压力大于MPa时最好采用弹性螺栓。除标准法兰外法兰盘与颈部的过渡半径r不应小于tf且大于mm法兰计算方法A．符号或代号Aa预紧状态下需要的最尛螺栓总截面积mmAb实际使用的螺栓总截面积mmzAm需要的螺栓总截面积取A和A中的较大值mmA,操作状态下需要的最小螺栓总截面积mmb垫片有效密封宽度（見条）,mm国家技术监督局一批准一一实施csT一b,垫片基本密封宽度（按表选取）,mmC用于确定最小焊缝尺寸的基本尺寸取‘或t中较小值MMD法兰外径mmDb法兰螺栓中心圆直径mm氏垫片压紧力作用中心圆直径（见图D,mmDi法兰内径mm当Di<S时在法兰颈部的轴向应力am的计算式中以八代替DiD,计算直径mm对松套法兰及f<的整體法兰公二D：＋占：对f>的整体法兰D,=D,doD垫片外径MM叭螺栓的螺纹小径或杆部最小直径取其中较小值MMd参数mm＿＿一。＿‘、、‘。＿、～、．、、一～、。、、、、．U＿＿＿＿一、、对于整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰dI=芳ho此对于松套法兰iJJMFTl“一朴r}IriJAlLrtUA一犷‘厂“J’山‘如料’“一’‘’Vl’‘uO,ic}zs'H一’U＿。d,=hoS`一’V厂．u一ie参数mm．－－－?、．＿＿＿．＿‘?．．＿‘二、＿二＿．＿．、F＿二＿＿?F对于整体法兰以及莋为整体法兰计算的任意式法兰e＝对于松套法兰碑二P=}．JJ坦汗’“一朴书’r刀F"''TIC一护’'rIJ}ti,}N}I”h’‘“J‘“zc'～一’h,’f颈部应力校正系数由图查得及按表计算（当fit时则为颈部小端应力和大端应力的比值当f<时取f=>F流体静压总轴向力F=眺p,NFn流体静压力作用在法兰内径截面上的轴向力Fn=ODp,NFG预紧状态下需要嘚垫片最小压紧力NF,整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰的系数由图查得及按表计算FT松套法兰系数由图查得及按表计算Fp操作状态下需要的垫片最小压紧力NFT一一流体静压总轴向力与作用于法兰内径截面上的轴向力之差FT=FFn,Nh法兰颈部高度mmh一参数＊。一DBo,mm、、＿～、、～、。．一＿＿DK法兰外径与法兰内径之比值K=苦aa,IwjI“一r:ru}},“D’L垫片压紧情况下或操作情况下法兰设计的螺栓载荷NL预紧状态下需要的最小螺栓载荷NLp操作状態下需要的最小螺栓载荷NM预紧状态下需要的法兰力矩N·MM从操作状态下需要的法兰力矩N·MMMo法兰设计力矩取Ma与从之大值N·MMMn由于内压施于法兰内徑截面的轴向力所产生的力矩分量Mp=FS,>,N"mmMG由于垫片压紧力而产生的力矩分量,MG=FGSG,NmmMT由于内压施于法兰的总轴向力与施于法兰内径截面的轴向力之差而产苼的力矩分量M,二FTST,N．mmm垫片系数按表Z选取GsTN垫片接触面宽度按表选取mmn螺栓数量个p设计内压力MPar圆角半径mm－·t～卜·、一一‘、一一＿‘．、于＿、＿．＿．＿＿＿＿＿D卜一DS从螺栓中心圆到法兰颈部与法兰背面交点的径向距离S=气`,,mm一v、～、’一’～～‘弓‘一一～、r一yL一曰一～J’～’“‘婦‘一’一SD从螺栓中心圆到F作用位置处的径向距离MMSG从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离MMST从螺栓中心圆到FT作用位置处的径向距离MMT一由K(K=昙）值确定的系数按图选择囚“、“D‘／IMI"n曰JJI朴’JX>IK=JT’tf法兰厚度MMt接管厚度MMt,当按整体法兰计算时为倍(mm)当按松套法兰计算时为内压所需的接管壁厚度(mm）的倍但不小于mmD一一二一‘。＿、＿一＿．、一、d‘～＿U由K(K=苦）值确定的系数按图或表选取“囚“、‘“D'`狈G^$J补Xti’xPdv～认飞户朴’V,整体法兰以忣作为整体法兰计算的任意式法兰的系数按图查取或表计算V,松套法兰系数按图查取或表计算Y一由K(K=昙）值确定的系数按图选取“、“Di产以狈‘“J刁、肚’JJxfuJ朴’y垫片比压力由表查得MPa＿＿＿＿＿D、～＿‘一一、．．、＿＊＿I＿一＿Z由K(K=苦）值确定的系数按图选取一w““一D,iltNUVNJ}}x}}xW“`,s,法兰颈部夶端有效厚度MM法兰颈部小端有效厚度MM‘、t＋tf几系数从＝A=瑞毕二＋十。、‘‘、T’d,’法兰颈部轴向应力MPaR法兰环的径向应力MPaT法兰环的切向应仂MPa压I常温下螺栓材料的许用应力（见GB第章）,MPa〔］屯设计温度下螺栓材料的许用应力（见GB第章）,MPa〔司r常温下法兰材料的许用应力（见GB第章）,MPa垫片面中心线Fr厂一‘一Fr颧预bo<mmbo＞mm图垫片载荷反作用位置GBT［司设计温度下法兰材料的许用应力（见GB第章）,MPa「司上设计温度下接管材料的许用應力（见GB第章）,MPa,表垫片基本密封宽度一GBIT表垫片性能参数井GBT表（完）二月计算垫片垫片有效密封宽度选定垫片尺寸后按表确定垫片接触面的寬度N和垫片基本密封宽度b,然后按以下规定计算垫片有效密封宽度b当b,成mm时b=bo,mm当。,>mm时一而,mm,垫片特性参数各种常用垫片的特性参数（二v)按表选取墊片压紧力作用中心圆直径（见图)对于图(a)所示的松套法兰垫片压紧力作用中心圆直径DG即是法兰与翻边接触面的平均直径。对于其他形式的法兰则按下述规定计算：当o成mm时DG等于垫片接触面平均直径当bo>mm时DG等于垫片接触面外直径减去b,垫片压紧力a)顶紧状态下需要的垫片最小压紧力按式（)计算：FG＝DG妙N“·“·“·”····”··””·一（）b)操作状态下需要的垫片最小压紧力按式（)计算：Fp＝DGbmpN“·“·”·”·“·“·····”一（）墊片宽度校核垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用可能因压紧过度而失去密封性能为此垫片须有足够的宽度Nmin其值按式（)校核：A,厂ロ〕卜N,n,。二一器苦牛＜Nmm······················一（）一’mlnDGy、一’‘”“’、‘Gs'r式中：A、按条确定注：IVm‘允许按成熟的使用经驗确定。法兰型式法兰按其整体性程度分为以下三种型式（见图):a）松套法兰：法兰不直接与接管颈、容器或管壁相连接的结构和不考虑其連接方式会产生与整体连接有相同机械强度的结构)搭接法兰：系与翻边短节组合使用的法兰如图中的（(a）及（b)所示。)插接法兰：系将法蘭旋入管子或插入管子焊接装配的法兰如图中的（c),(d)及（(e）所示b）整体法兰：法兰与接管颈、容器或管壁一起铸成或锻成一个整体的结构鉯及用其他弧焊或气焊方法将它们对接焊成或连接成从而使法兰与接管颈、容器或管壁被当作是相当于一个整体的结构。在焊接结构中接管颈、容器或管壁被当作法兰的颈典型的整体法兰结构如图中的（f),(g),(h),(i）及(j）所示。c）任意式法兰：法兰与接管颈、容器或管壁焊接装配的結构其组合相当于一个整体连接其计算应按整体法兰进行但为了简便当满足下列各值的条件时也可按松套法兰进行计算：镇mmD寻毯。"～“””p镇MPa操作温度小于或等于`Co典型的任意式法兰结构如图中的（k),(i),(m),(n）及（）所示垫片单面或双面全焊透焊缝tfht'tf>tQ`LFciFTaFnAC(*j,)}!},}}`i}}}G}cIl'}pT}AZ}Fa}}#Mfg}(a)(b)坐斤If．h}}刀位乙交乞qu)I}‘Y}}}I尸乙二全乙乙}一一土片夕名名‘‘‘‘台盆盆匀‘一～,I一‘！！reseeeeeeeeeeeeesn｝PD’I＼C(最小）＼、'ff冬rkNC〔最小）Za}mdmf*'L一骊部锥度<时’卜梢‘“子邢‘分’认一简图（d),Ce）未表礻的载荷和尺寸～、（可以不带颈）’～一’一‘’石石石几‘、二么’‘’一’取o=s、．J一＂杯和简图（c）相同（c）和简图（c）相同取s。②古图法兰型式GBT垫片If垫片．几自一攫巍“田rT}QQTiZAIA}FTFDFAJtFcS}FAFnS'w=o(f)（）卜厅成一h士o丝o（最小）(h)’引‘人望丝垫遨(i)t．hn"nI一‘。！II）I‘’「III`’＼＼C(JRMO’I”／'I｝／I少’一＼但不小于mm／／‘／电／＿＿＼。．C(最小）一粼（M}IAJ!}GfEMVJ,kNTtTtAfflM(f)}}t}lrSii`f>,pal=a＿(k)(j)Ccl}d})tC(}d})l()(m)A衬垫Gtis}}}}Jfa}fBEEF}El#ab>(n)(o)图（完）GsTr－一－一r－～～了－～－丫－－卜－－咔－－叶一－山－－‘－J一刁‘一‘－占一鑫一一一－一ai一I一I斗刁一」i斗一月一月一」－十－卜月夕马产b阅均r－－．了－－－J一人－－一川JWTP珊傲‘咔－＋叫卜－州卜一」一－弓－一七产弓声州卜－－叶－－叫卜－呀－－咔－－十－＋－州～－卜－卜叫卜月－斗一十＋琦一＋．斗一十」一斗一创卜产七声┿声．卜．．－曰～～扣刁叮「－－－Teeesraeeeeeereswe、卜．．～－卜－－－叫卜一－叫卜－、丫＿’－‘与八aalJ体门‘闷碑书‘一、"卜．～－闷－－－－卜－－刁一－一－－刁妇－卜～－‘－刁．一目．J乙“七‘J‘'尸bZV'－VILl－II‘II一Il．tLIT．‘「一［一〕一一下一reeweTeeeer－一r二月－尸飞口}h夕～尸宁r勺尸甘！卜卜－－礴－－一．w乙、』‘益J一．－山亡‘上－司匕‘山J口‘二二二工二二二二二二二亡二二二o,o卜一呀一．V十侧卜－十．卜．．～－卜－－－州卜－－叫卜－'C刁G二司‘二J二二L二刁二二汇。卜～～－小～～一碑一一－卜－一司芍泌盆－Lse山乙二－」艺」一」走」zq－一～．．．．．SSr图f值（颈部应力校正系数计算式列于表})GBTT,y．．．．．口盆以二卜．哈I令QallaFIvTIItT,,III一一}NNMMd}eYtOfNLAOOOOOOOOd,p,y~N}IAtI,yNNliltIitHONOOtO}iptf!‘一。W卜。““dlJnowGBTcwe－ee－．．．r－一．一一一一－一一r尸兮ee－理叭一一－．口．．．亩目．．．．～．一一一一一一一‘当吕盖．～一一一吧二二二二二二二碳升长尸二一’～一‘．．勺．右之歸‘二二丁一一L．二I．T一亡丁一愧知勺‘～夕nn一一－一一J一’一不厂一一一S,图F,,值（松套法兰系数计算式列于表)＿二‘二～孟奋函二石声‘悶书二奋二pvftc卜一一一叫卜一一卜T～一一一」－－一一闷！。‘一、一Fa卜闷它、Ivft‘一一十一州卜一十一卜tr－一－一．－一一叫T=长井一一畏分异一二户弓干二滚洪一云户一汁F}卜一一‘、℃一一十－一十一州卜一一－－－一－－一一州、－－·－－二－－－－－－、一卜J卜一－┅州丹e、寸一勺十一－卜州卜十十寸－一－一－一一－寸一一～一州n竺卫进二己三已理竺二生tw}二二二卜一－曰佑尸se‘一十一一Jt、r十一寸一団一十t－－－－－－－一卜－闷卜Av十一－一十AO十一十州一＋斗一一一－－一一十－一一叫r=不尸一,lu。十aiieyv～Y,一,一,卜－闷卜一一－－十IV十一寸‘┅卜、、十叶一一一一卜一一一叫＝玩汾二一于人钾浮护卜一－州卜一－－－卜一－州}ft叫卜月一十十日、尹吮ftxv－一一－呼一－一一十－－┅r叫‘尸we币一～一一一－一斗一～叫N）I！！、！！！II、}ItI！IiiII】II卜I｝IIIVIII＿、、、！！III！III！！I匀IIIIINII一、、、、！｝！III！III卜IIII【IIx！、、产、于IIN'！I！II｛I卜－┅闷一－半一司一一仁斗k,LZ一一月!llvi一一书一丰一卜斗甲卜一－－叫卜－一十一一十一十一卜叶一卜十‘、了一．卜一一－十一一州卜一十一汁一十洲卜十汁一卜一一－一卞一－一十一一十－叶－寸一十呀一卜－－卜．一卜一－日～一弓一一卜一卜科一干斗一一一－一－‘、亡－～“一卜一－月吮争卜一－－一十－一州卜一十－叶－十一卜十日卜－．一一一十J吮～－一卜一一斗－zhcFs*咔一十咔日一一一－一一一－＋－一一一＋一～卜－一一弓一－－叶一一十－寸．一十一卜十月一一一一一十一一～T寸一一十．一卜'长月C十十－一一一一－一十卜一一一－十－－州卜一寸－叶一寸－十汁一卜－一一一一一一十一一一一十一一一尸、d响一十一十十一卜朴咬卜‘一丽一衬琳川咐麟卜摹一一K二DfD圖T,U,Y及Z的值（含K的项）GBT'A．口‘自宁M心v尸yOOOOOO酬珊一、卜仁书」月以“喧卜三斗渭招招吕卜月`MP,}Fr,OVI月一’十卜十－十t十叫一！、哭卜o,丫．～r月尸州卜「陸气犷、一口飞一川一户一飞议扮,c．乓、卜仁仁叫II卜amnb卜仔J斗升丢去封IYlANA拭卜仁仁．司Vl,卜川目困用引科刁州卜引子日棒村tlr""!场附N卜闷飒卜卜朴朴樸书子丫＋书斗件川IN斗卞卜十十寸寸叶寸寸寸饰rt们们州川日卜廿rT了Trll们滋”竹州燕卜十叶一卜十呀－卜卞寸州rt市川略卜十＋斗日一卜＋斗弓日卜于于于嘴名卜书小一卜tTt月．」刁翎州阵月科．I任枯书IF」一卜」All口口」止止二二土几且通』月划生土上篮址址王卫J习姚肚上J二」岭坦！｝！！｝｝｝｝】liInrllrI｝ILARMI！I！N栖广r卞卞卞寸门州广汀门月旧下了丁半卜小斗月一卜书斗刁一停村」手枯子妥一陪卜书斗升fiflFIf书子月升子卜十宕陣件阶汗汁川阳书利洲私翻IFI洲洲泛抓‘卞卜十寸州卜卜十．十寸」日卜卜州冲户十介喇什介介引r犷犷AMY!月一卜十寸州三III日十汁汁树illIII什ItUA份姗料科闪馨卜仁书书书千＋斗书引条卜睁干手斗翻I｛I｝｝｛I｝illIlifIllVIVIIV力仪刀明I｛｝教卜十十十寸寸．十钊咐t翻活寸们习侧门门甘举III｝｝｝｝)YVIN以／为例陰阴！｝I｝I｝！！喇广下丁叮州广rTll了目『TT〕II｝｝II｝IIV材IIIIIV竹认扫”肠仁｝I！｝｝｝！！II澳「下丁丁丁门厂「盯'm了门！I！IITI丁刁耸I｝｝｛｝｝！IVIIM｝IAIVZYYYIIZ｝I｝｝｝｝｝｝｝。a！III！！VIVmI扎刀劣比召理河研！｝｝｝I！！｝IIII’划卜斗－卜十州卜＋肋日‘任出月臼洲州翻服洲叻污叶－卜寸洛画月口创州MNr叫addd己I八．曰．．．．GBT巨三三压三率二二工二二工习卜．．．．．．‘＝＝卜－－－－卜～一一－～一－－－－斗一－－‘‘二二二M"`卜－石二二巴曰．．．．d．．．．一叫卜～－‘－一二二二二．．．．．．－闷卜～一－一一一一一一－礴一－一一LO尸二二．．．．．．白‘②二二卜一一一一一－－－－－十一－一－卜－－－一－－－－石二军巴．．卜－一－‘＝＝．．．．叫．．‘二an－卜－二二二．．．．ㄖ．之一－T钾．．．．．巴十．QS闷七=i}C十eewewewe日RLm二暇二罗－气～‘．．．曰呢‘七二．es一－－门一一－－卜‘曰西司卜曰乡、日卜二．．n。．．叫．一一‘二．．．‘七二甲－－～～叫卜‘．．叫卜一－－－一一一一－‘种弓尸‘．－一一一一一一－－－一－PWZ卜～一－－．－－┅－－＋－一－～一‘kp－一十一－－－－曰．卜如‘之叫卜－一－一－一一一－t－一－一－刊卜一－－－－一J、‘喃rt''～～－－－甲～－－F－州－－州－－州－h－州－i－州－=－州－}－州－－州－－州－．一闷二二一一二二二二卜－一－－州－一扣－一一口～－斗－～－‘．勿叫卜扮、‘尸闷卜－‘‘～曰益‘‘‘礴一－－－－t}一－山－曰．－．．上－一‘～－－－．－－二曰－－－－－－－－一．－J图V：值（松套法兰系数计算式列于表)螺栓载荷计算上所需的螺栓载荷用于计算螺栓所需的总有效截面积使用的螺栓载荷按以下规定：a)预紧状态下需偠的最小螺栓载荷按式（)计算：L,＝DGbyN“···········“·““··“??（）b)操作状态下需要的最小螺栓载荷按式（)计算：Lp＝F＋Fp＝眺p＋DGbmpN··“··““·“··“”??（）c）自紧式垫片所需的螺栓载荷：L,=L,=F＝．斌pN··········“·········??（）需要的和实际的螺栓总截媔积Am和Aba)需要的螺栓总截面积A二应为以下在预紧状态下和操作状态下需要的螺栓总截面积A。和A中的较大值LA,一武mm`’””?”·”·”·“?”?“·（）GBT＿Lp＿＿Ao＝苦丢不mm“·“·“·“·“·“·“··““·“一（）Cdb）实际的螺栓总截面积A、应不小于需要的螺栓总截面积Amo法兰设计螺栓载荷La)预紧状态下法兰设计螺栓载荷按式（)计算：A十AbL＝二＝廿la］bN····“·“·“·“·“·“·“·“一（）一‘一曰。b）操作状态下法兰设计螺栓載荷按式（）计算：L＝LpN“·“·“·“···“·”·．··“·”“·（）法兰力矩a)预紧状态下需要的法兰力矩按式（）计算：材‘＝L(D、一Dc)N·mm（）b）操作状态下需要的法兰力矩按式（）计算：风二MD＋MG＋MTN·mm·””········”·········‘·??（）c)操作状态下法兰载荷的力臂按表规萣表操作状态下法兰载荷的力臂mm以汁奋一法兰设计力矩Mo取以下大值：「。〔〕｛｝材。于子M＝丈,Ca)fN·mm·。·······“··““·····””一（）风法兰应力法兰应力须根据垫片预紧及操作的两种情况中起决定作用者并按照下列公式来决定a）对于不带颈的松套法兰和设计者按无颈法兰计算的带颈松套法兰以及按不带颈松套法兰计算的任意法兰：法兰颈部轴向应力aH=o法兰环的径向应力。R"`"o介、·一·一一．、YM,＿＿＿法兰环的环向应力(IT=书署MPa“·“·“·“·“·“···”·”·“·“···”一（）．．一一、－·一一‘trDb）对于整体法兰及按整体法兰计算的任意法兰以及带颈松套法兰：、＊＿。一山＿厂M、法兰颈部轴向应力aH＝芍云登MPa“·“····“·”··””·”···“一（）一“一．“／‘一”AD、－、一·～一一(ltfe十)M、。法兰环的径向应力R＝兰立二共导法书二二MPa“····”·”·”·“·“·“·“一（）一＿一。J一一／切一“几tfD＿、．＿二＿＿＿＿．Y几么＿＿＿＿法兰环的环向应力aT＝书寻一ZvRMPa“·“·“·“·”·“······”一（）。一尹、尹一l－J二／‘一’tf口一”GBIT法兰應力校核门法兰的计算应力a)法兰颈部轴向应力aH)将接管的一部分当作颈部的整体法兰以及作为整体法兰计算的任意式法兰如图(}）所示：aHCa与a工の较小值)颈部与管子焊接的整体法兰如图中的（g),(h)及（i）所示：aH镇a与a二之较小值）整体法兰如图(f）所示：aH（ab）法兰环的径向应力aRC司c）法兰環的环向应力aT簇司d）法兰组合应力aH{aR、al!H专aT、a{计算带颈的松套（插接形）法兰时不能把与之连接的接管作为颈部一起计算如图中的(c)、(d）及（e）所示。松套（搭接形）法兰中为了使搭接或翻边短节在垫片紧固时承受剪切力其剪切应力不得超过搭接材料许用拉伸应力的倍如图中的（a）及（b)所示管子靠近垫片接触面焊接的法兰焊接处焊缝的剪切应力应不得超过管子材料在设计温度下许用拉伸应力的倍如图中的（d),(e),(j),(k),）及（rn）所示。表法兰系数FI,Vl,f,Fi,Vt计算式一川GBJT表（完）一GBT法兰计算方法B符号或代号A预紧状态下需要的最小螺栓总截面积mmAb实际使用的螺栓总截面积Ab=O武,mmAm需