螺栓法兰接头设计
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ASME Flange Design

螺栓法兰接头设计计算器

依据ASME Sec.VIII Appendix 2设计螺栓管道法兰。实时计算垫片预紧与操作工况螺栓载荷、泄漏余量及螺栓应力,支持螺栓数量参数化研究。

参数设置
设计压力 P5.0 MPa
垫片平均直径 G150.0 mm
垫片宽度 N12.0 mm
垫片类型
垫片系数 m3.00
预紧应力 y69 MPa
螺栓数量 n8
螺栓公称直径 d20.0 mm
螺栓屈服强度 Sy660 MPa
螺栓预紧利用率70 %

ASME设计方程

垫片预紧工况:$W_{m2} = \pi b G y$

操作工况:$W_{m1} = \dfrac{\pi G^2 P}{4} + 2\pi b G m P$

所需螺栓载荷:$W_{req} = \max(W_{m1}, W_{m2})$

0 kN
操作工况 W_m1
0 kN
预紧工况 W_m2
0 MPa
螺栓应力
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泄漏校核
螺栓载荷对比(预紧与操作工况)
螺栓数量与螺栓应力·安全系数关系

有效垫片宽度与泄漏评估

基本垫片宽度:$b_0 = N/2$

有效宽度:$b = b_0$(当$b_0 \leq 6.3$ mm),否则$b = 2.53\sqrt{b_0}$ (mm)

泄漏余量:$\eta = \dfrac{W_{bolt} - H}{\pi G N \cdot mP} \geq 1$

流体静压端力:$H = \dfrac{\pi G^2 P}{4}$

工程备注: ASME Class 150~2500法兰额定压力因管径和温度而异。螺栓材料ASME SA-193 B7(Sy=660 MPa)为标准材料。拧紧力矩T=K×d×F_b,K≈0.15~0.20。高温工况需注意垫片蠕变松弛,制定再拧紧计划。