一、計(jì)算方法A

計(jì)算方法A與我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 150《鋼制壓力容器》中的法蘭計(jì)算方法相 同，都是沿用了美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME)鍋爐及壓力容器規(guī)范[第1卷壓力容器第一冊(cè) (簡(jiǎn)稱ASME-1-1)]中的有關(guān)法蘭計(jì)算規(guī)程。

此計(jì)算方法是以Waters法為代表的基于彈 性分析為基礎(chǔ)的法蘭分析方法，由于它考慮了組成法蘭的3個(gè)部分：殼體、錐頸和法蘭環(huán)之 間的相互作用，所以從彈性分析準(zhǔn)則來說是比較完善的計(jì)算方法。

Waters法是在彈性理論 基礎(chǔ)上加進(jìn)了錐頸因素，推導(dǎo)出了計(jì)算公式。該法的突出特點(diǎn)是，在前人工作的基礎(chǔ)上給出 了各種壓緊面和多種墊片材料的大量密封性能數(shù)據(jù)及圖表，使設(shè)計(jì)者感到使用方便。 Waters法的價(jià)值在于利用適當(dāng)?shù)募僭O(shè)可使復(fù)雜的應(yīng)力求解簡(jiǎn)化到可以手算的地步，并可在 常用的尺寸和壓力范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出令人滿意的螺栓法蘭連接。

因此，該方法至今仍為美國、日 本、英國、法國等許多國家規(guī)范所承認(rèn)。Waters法作為密封設(shè)計(jì)是以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，其連接設(shè) 計(jì)與迄今大部分設(shè)計(jì)方法一樣，以強(qiáng)度為主要準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)方法的核心是兩個(gè)墊片系數(shù)和 “ ，這些系數(shù)的數(shù)值是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐積累而成，在使用中一般被認(rèn)為是比較滿意的；法蘭、螺栓連接是安全的.加上它簡(jiǎn)便易行的優(yōu)點(diǎn)，所以長(zhǎng)期為我國和許多國家采用。目前，國 內(nèi)外開展對(duì)^與爪值的重新測(cè)定，無疑是對(duì)Waters法的完善。

Waters法雖然沒有直接計(jì)算法蘭的變形，但它用計(jì)算法蘭的彈性名義應(yīng)力，并通過控 制適當(dāng)許用應(yīng)力的辦法，來保證法蘭具有足夠的剛性，從而使整個(gè)連接達(dá)到密封可靠的要 求，達(dá)到了以簡(jiǎn)便的強(qiáng)度設(shè)計(jì)代替密封設(shè)計(jì)的當(dāng)量計(jì)算目的。由此可見，W a t e r s法的設(shè)計(jì) 結(jié)果是法蘭相對(duì)偏于安全。

計(jì)算方法A主要用于與GB/T 9112～9124—2010《鋼制管法蘭》中從屬于美洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力用Class標(biāo)記的Class 150、Cla_SS 300、 Class 600、Class 900、Class 1500及Class 2500的法蘭。目前，我國一些管道工程上也常常 采用Waters法來計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)法蘭。不難看出.基于彈性分析為基礎(chǔ)的計(jì)算方法A是一種 普遍采用的法蘭設(shè)計(jì)方法。

二、計(jì)算方法B

計(jì)算方法B的內(nèi)容取自于德國DIN 2505《管法蘭連接計(jì)算》中的法蘭強(qiáng)度計(jì)算部分，這 是基于塑性極限強(qiáng)度理論的法蘭計(jì)算方法。其特點(diǎn)是：根據(jù)法蘭、螺栓和墊片間的互相依賴 關(guān)系，綜合各影響因素，從剛度、強(qiáng)度和密封角度統(tǒng)一考慮法蘭設(shè)計(jì)，從連接件（法蘭、螺栓、 墊片）的剛度及墊片的性質(zhì)出發(fā)，確定必要的螺栓載荷；按極限載荷的觀點(diǎn)，根據(jù)螺栓力在殼 環(huán)連接處以互相支承.保持連接的最大塑性力矩來確定法蘭尺寸，從而挖掘法蘭的承載能 力，以獲得較小結(jié)構(gòu)尺寸的法蘭設(shè)計(jì)。對(duì)于墊片的特性參數(shù).DIN 2505方法還考慮了液體 和氣體的差別，其數(shù)值各有不同，這在Waters法中是沒有的。另外，由于注意到墊片密封 力、介質(zhì)壓力對(duì)法蘭產(chǎn)生的撓度、螺栓的伸長(zhǎng)、墊片的壓縮、各種材料彈性模量在高溫下的降 低以及熱脹冷縮，使得計(jì)算結(jié)果趨近于實(shí)際情況。

DIN 2505方法不足之處在于計(jì)算過程較為復(fù)雜，涉及參數(shù)很多，有的需要采用電算。 由于該方法認(rèn)為法蘭的強(qiáng)度并非是“連接設(shè)計(jì)”的主要矛盾，因此允許對(duì)法蘭按極限載荷法 進(jìn)行計(jì)算，雖然可挖掘法蘭的承載能力，獲得較小的法蘭結(jié)構(gòu)尺寸，但由此會(huì)引起法蘭柔性 增大，進(jìn)而可能導(dǎo)致法蘭連接密封失效，故要通過制作一個(gè)所謂“載荷-變形圖”的辦法加以 檢驗(yàn)。但是，“載荷-變形圖”的制作過程需要涉及墊片的回彈性能、墊片比壓及墊片系數(shù)等 參數(shù)，而這些參數(shù)的準(zhǔn)確度又受許多因素的影響.目前測(cè)定這些準(zhǔn)確數(shù)據(jù)尚存在很多問題， 由此對(duì)“載荷-變形圖”的制作造成困難。此外，此圖的制作過程十分繁瑣，設(shè)計(jì)中往往難以 完成?；谏鲜鲈颍?jì)算方法B的內(nèi)容只著眼于法蘭強(qiáng)度，它和德國AD規(guī)范中的法蘭設(shè) 計(jì)方法內(nèi)容相當(dāng)，即不涉及法蘭的剛度。
計(jì)算方法B主要用于與GB/T 9112～9124 —2010《鋼制管法蘭》中從屬于歐洲體系的 管法蘭配套，作為核算鋼制管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力用PN標(biāo)記的PN2. 5～PN400的法蘭。
對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)化的法蘭設(shè)計(jì)，是采用計(jì)算方法A還是采用計(jì)算方法B，當(dāng)前很難做出結(jié) 論。不過，在我國現(xiàn)有的很多管理工程設(shè)計(jì)中，對(duì)非標(biāo)法蘭的設(shè)計(jì)，較少使用DIN 2505法 蘭設(shè)計(jì)方法。