Питомий тиск на робочу поверхню прокладки

S, мм	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4	2,8
q0, МПа	40,0	20,0	16,0	13,0	12,0	11,0	10,5

Чим меншою є товщина прокладки при добре оброблених фланцях, тим надійнішим буде щільність з’єднання. Наприклад, у теплообмінниках ставлять паранитові прокладки товщиною 1,5  2,5 мм.

Щільність з’єднання при робочому тиску р у апараті забезпечується при зусиллі:

Р^//_ПР = вDq,

де q = mр – мінімальний питомий тиск на робочу поверхню прокладки;

m – коефіцієнт, що приймають для плоских прокладок фланців апаратів, кришок та днищ 1,2; для фланців трубопроводів 1,5.

Зусилля, що створює внутрішній тиск р у апараті:

Р = D²_ПРр/4,

де D_ПР – зовнішній діаметр прокладки.

Зусилля Р^/_б , що передається болтам, приймають як найбільше зі значень:

Р^/_ПР

Р^/_б = Р^//_ПР + 0,9Р

У свою чергу, розрахункове зусилля у болтах Р_б приймають як найбільше зі значень:

Р^//_ПР + Р

Р_б = Р^/_б + 0,01Р

Внутрішній діаметр різьби болтів або шпильок фланцевого з’єднання визначають за формулою:

,

де Z – кількість болтів;

[] = К_б_б – припустиме напруження матеріалу болтів на розтяг.

Значення коефіцієнту К_б приймають у залежності від зовнішнього діаметру болтів d_б (табл. 3).

Таблиця 3.

Поправний множник на діаметр болтів

dб ,мм	12	14	16	18	20	22	 22
Кб	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Крок між осями болтів або шпильок повинен складати (3,5  4,0)d_б; за умови щільності з’єднання максимальний крок не повинен перевищувати 5d_б.

Розрахунок фланців на міцність виконують за схемою рис. 19 у наступному порядку.

Висоту фланця визначають за однією з формул:

; (1)

; (2)

; (3),

де Е^t – модуль пружності матеріалу фланця при температурі t, Па*10⁵;

^t_T – межа текучості матеріалу фланця при цій температурі, Па*10⁵;

Р_б – розрахункове зусилля у болтах, Па*10⁵;

 - поправний коефіцієнт, що визначають за табличними даними;

_D – припустимий кут кривизни фланця у кільцевому напрямі; для прокладок з паразиту _D = 4*10^-4; з гуми _D = 3*10^-3; для металевих прокладок та з’єднань без прокладок _D = 2*10^-5.

При умовному проході D_У  0,4 м значення h визначають за формулами (1) та (2), причому приймають найбільшу з отриманих величин у якості розрахункової. Формули (2) та (3) застосовують аналогічним чином при D_У  0,4 м. (Умовний прохід D_У - це діаметр фланця, який можна приєднувати до даної серії труб).

Вибір типу фланцевого з’єднання залежить від умов роботи апарату, тиску, агресивності середовища, умов монтажу та технологічних можливостей виготовлення фланців. В апаратах з високим робочим тиском (до 10 МПа), а також з отруйним середовищем або середовищем, що легко спалахує, застосовують фланці підсиленого типу, у яких на поверхнях для ущільнення роблять виступи та впадини, шипи та пази.

Фланці невеликого діаметру виготовляють звичайно з листової сталі; фланці діаметром більше, ніж 200 мм – з смугового прокату шляхом згинання у гарячому стані.

При установці фланців на корпус або кришку апарату перевіряють їх перпендикулярність до осі апарату по зовнішніх кромках поверхнею, що оброблені. Припустимі відхилення від перпендикулярності наведені у табл. 4.

Кількість болтів у фланці повинно бути кратним 4 для забезпечення рівномірності стиску прокладки. Щільність фланцевого з’єднання погіршується як при дуже слабкому, так і при дуже сильному затягуванні болтів та шпильок. При слабкому затягуванні послаблюється щільність з’єднання, при сильному – прискорюється руйнування прокладки і може відбутися розрив болтів. Під гайки необхідно ставити шайби.

Таблиця 4.

Припустимі відхилення від перпендикулярності.

Діаметр фланця, мм	До 500	500-1500	1500-2000	Більше 2000
Припустиме відхилення, мм	1	1,5	2	3