.1法兰标准介绍

国内外用于法兰连接系统设计的计算准则主要 分两大体系，一个是以美国标准为代表的美洲法兰 体系;另一个是以德国标准DIN V 2505为代表的 欧洲法兰体系。其中，美国ASME »1附录2推荐 的具有环形垫片的螺栓法兰连接的计算规则是目前 国内外最通用的法兰连接设计规范，我国CB 150- 1998«钢制压力容器》、日本的JISB 2205 - 199«《管法兰计算方法》等标准中给出的法兰设计规范都属 于美洲体系。DIN V 2505标准于1964年颁布，最 后一次修改版是1990年的DIN E 2505[1]。

ASME冊1附录2推荐的具有环形垫片的螺栓 法兰连接的计算规则主要基于m和丨这2个系数， 这2个系数仅与垫片材料或者型式有关，与密封介 质性质、压力及温度等无关。该设计方法是以强度 为主要准则，对法兰计算仅作应力校核，不能保证泄 漏率等级在确定范围之内。GB 150 - 1998«钢制压 力容器》中给出的法兰设计计算方法来源于ASME 规范，其设计同样基于m和丨这2个垫片系数，对 法兰计算作应力校核。DIN V 2505则将注意力放 在法兰的密封方面，在垫片的性能方面相比,ASME 的2个系数m、作了较多的考虑，如操作状态下垫 片的最大允许载荷和垫片松弛，以及密封介质的区 别等。和ASME相同的是,整个计算过程(包括垫 片系数本身)与法兰连接的密封性没有明确的定量 关系 。

1.2法兰标准发展

由于不少压力容器法兰按照规范设计并不能保 证紧密的密封，同时新的垫片结构、材料的不断出现 也要求补充新的垫片系数。这就对法兰设计方法提 出了更高的要求。目前，许多机构都在补充垫片系 数和改进法兰连接系统设计规范方面做了大量工 作，其中美国压力容器研究委员会（PVRC—— Pressure Vessel research Council)和欧洲标准协会 (CEN)下属的法兰及其接头技术委员会（TC74)所 做工作尤为突出。

出于改进ASME设计规范的需要，美国压力容 器研究委员会PVRC在几十年中进行了广泛的垫 片试验研究工作，积累了大量的试验数据，于上世纪 90年代初提出了基于泄漏率准则的法兰连接设计 计算新方法。新方法主要有以下几点：①使用连接 紧密性作为设计准则,通过标准泄漏试验得到新的 垫片常数Gb,a、G和相应的计算方法来确定预紧螺 栓载荷[2]。②对法兰的刚度提出了要求，并考虑作 用在法兰接头上的外力和外力矩。③对螺栓设计面 积和设计螺栓操作载荷的定义作了修改，考虑了如 多程管壳式换热器中分程隔板上的垫片载荷对连接 的可能影响。在计算出螺栓载荷以后，法兰的强度 要求仍按照ASME冊1附录2的方法进行。新方 法区别于传统的设计理念，将紧密性参数引入了设 计中,更有效地控制了法兰的泄漏，但仍处在试验阶 段,尚未成为执行标准。

2001年,欧洲标准协会(CEN)通过了由其下属 法兰及其接头技术委员会（TC74)提出的统一的欧 盟标准：①EN1591-1《法兰及其接头一带垫片圆 形法兰连