用实际预紧力校核法兰

在做国内外项目的时，客户经常要求再图纸上给出管法兰和设备法兰的螺栓扭矩值，螺栓扭矩值有时是按客户文件选，有时是计算确定的。无论是选择还是按文件（机械设计手册或其它文件）计算。都会出现法兰的实际预紧力远大于按waters法计算法兰时的那个预紧力。

常在河边走总会遇到客户要求你按实际的预紧载荷校核法兰强度和刚度是否足够的。

选择的螺栓扭矩或者计算得到的螺栓扭矩（按EN1591-1的除外）实际上都在许用应力的2倍左右（因为预紧用的0.5倍左右的屈服）。在软件中手动输入预紧力结果螺栓面积不够了，要增加螺栓数量和或直径，增加之后预紧力又增加了然后螺栓面积又不够了，要。。。。。。基本上进入了死循环。

用户的原意肯定不是这样的，那用户的规定到底要表达的是什么意思呢？这个问题应该怎么处理呢！

假设SA-193 B7的螺栓，法兰用50000psi预紧力的计算方法：

1.因为50000psi是螺栓许用应力的2倍，仅考虑预紧载荷提高2倍也就是将垫片系数y由69提高到138（见下图）；螺栓的许用应力也改为许用应力的2倍即344.8MPa（见下图）

2.由于螺栓许用应力提高了2倍，螺栓预紧载荷W也提高了2倍（见公式5）。预紧状态法兰力矩Mo提高了2倍（见公式6），刚度系数的计算J提高了2倍（见下图）。

压力不高时，由刚度公式可知法兰厚度需要提高1.414倍，管板延长兼做法兰部分也要加厚，还要考虑法兰和管板的厚度关系（不说保证0.6倍，0.5倍左右还是要保证的；不保证的话密封面泄露就比较常态了，除非公司经验很多）。大部分管板厚度要提高到1.25倍左右。

按EN 1591-1计算的法兰，计算包含安装工况。上面的几张PVelite的截图是一种简单处理按实际预紧载荷计算法兰的方法。仔细研究计算的话还有复杂但更完整的处理方法。简单的处理方法给需要的同学参考！

最近几年由于API 660的更新，ASME PCC-1的更新等原因。EN 1591-1的先进性和各大垫片厂家试验数据的增多。欧洲项目要求按EN1591-1计算管法兰基本是标配，部分国家是强制性要求。石油类项目要求按API 660计算设备法兰算标配，在稍微严格一点就是按ASME PCC-1计算，满足WRC538（题外话PCC-1的2013版吧，标准内有错误写成WRC 528了）。做国外项目一定要注意法兰计算的相关要求！