法兰螺栓紧固载荷计算

　　选择合适的紧固载荷也是法兰管理的重点，目前国内规范及文献资料中没有一个统一的、标准的计算方法，给出的大多是一个固定的紧固力矩值，然而紧固力矩并不应该是一个固定值而是一个区间值，一是要保证法兰连接口达到密封性能，二是要保证垫片不被破坏及螺栓不被拉断或失效;另外，螺栓紧固力矩也不是很精确的数值， 从力矩计算公式：T=KFd 来看，式中：T 为力矩，K 为扭矩系数 (一般取 0.1~0.2)，F 为预紧力，d 为螺栓公称直径，扭矩系数 K 是个变化值，这和螺纹结合面的光滑度、螺母与法兰端面的光滑度以及是否采用润滑都相关，扭矩系数的变化对力矩值的影响很大，因此，为了减少误差应保证预紧力的计算准确。

　　1、按垫片性能计算预紧力

　　1)操作状态下按照垫片最小压紧力，计算单个螺栓紧固需要的最小载荷 Fo , 公式为：Fo=(F+ Fp)/n，式中：F 为操作状态下内压引起的总轴向力，Fp 为操作状态下最小垫片压紧力，n 为螺栓数量，F 及Fp的计算方法参照 GB150.3。

　　2)预紧状态下按照垫片最小压紧力，计算单个螺栓紧固需要的最小螺栓载荷 Fg1，公式为：Fg1=Fa/n，式中：Fa 为预紧状态下最小垫片压紧力，计算方法参照 GB150.3。

　　3)按照垫片的最大允许应力，计算单个螺栓紧固需要最大螺栓载荷 Fg2，公式为：Fg2=(Sg×Ag)/n， 式中：Sg 为垫片最大允许应力，Ag 为垫片密封面积。

　　2、按螺栓允许应力计算预紧力

　　按照螺栓允许应力，分别计算单个螺栓紧固需要的最小螺栓载荷Fb1和最大螺栓载荷Fb2;公式为：Fb1 =0.25 ×Rel ×Ab，Fb2 =0.7 ×Rel ×Ab;式 中：Rel 为螺栓屈服强度，Ab 为螺栓应力截面积。

　　3、综合比较

　　分别确定单个螺栓紧固需要的最小载荷 Fmin 和最大载荷 Fmax：

　　Fmin=max(Fo,Fg1,Fb1)

　　Fmax=min(Fb2,Fg2)

　　4、计算螺栓紧固力矩区间值 Tmin，Tmax

　　Tmin=k×Fmin×d

　　Tmax=k×Fmax×d