JIS B 2207:1995 全面形ガスケットを用いるアルミニウム合金製全面座管フランジの計算基準

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             B 2207-1995

全面形ガスケットを用いるアルミニウム合金製全面座管フランジの計算基準

Basis for calculation of aluminium alloy pipe flanges with full face gasket

1. 適用範囲 この規格は,アルミニウム及びアルミニウム合金製の全面形ガスケットを用いるボルト締
め円形管フランジ(以下,フランジという。)の応力計算基準,内圧作用時にガスケット面に働く合計荷重
(以下,ガスケット反力という。)の計算基準及び設計圧力における所要フランジ板厚の計算基準について
規定する。
    備考1. この規格において,計算に用いる荷重は,ガスケットを締め付けるとき及び内圧力が加わっ
            たときにフランジに作用する荷重であり,次に示す荷重は,考慮に入れない。
        (1) フランジを据え付けるときに働く強制力。
        (2) 使用中に接続する配管系から伝えられる外力。
        (3) 使用中にフランジ内部に生じる熱応力。
        (4) 使用中にフランジとボルトとの間の熱膨張差によって生じる応力。
         2. この規格は,ガスケット締付時及び内圧作用時のいずれの場合でも,ボルト穴中心円の外側
            でガスケットが一対のフランジ面によって圧縮されている場合にだけ適用できる。したがっ
            て,全面座フランジであっても,ボルト穴中心円の外側のガスケットが圧縮されていないか,
            又はフランジ面と接していない場合には,JIS B 2206によるのがよい。
         3. この規格は,内径,外径及びボルト穴中心円の直径が同一寸法をもつものであれば,材質及
            び板厚のいかなる組合せのフランジについても使用できる。
         4. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS B 2206 アルミニウム合金製管フランジの計算基準
    JIS B 2241 アルミニウム合金製管フランジの基準寸法
         5. この規格の中で{}を付けて示してある単位,数値及び計算式は,従来単位によるもので
            あって,参考として併記したものである。
2. 記号 この規格で用いる記号は,次による。
       A : フランジの外径 (mm)
      Ab : n ( 一           戀    実際に使用するボルトの総有効断面積 (mm2)
       B : フランジの内径 (mm)
      B1 : 2 (Dg3−B3) /3 (Dg2−B2),フランジ内径とガスケット内径との間のリング状部分に加わる内圧力
          による荷重の作用位置径 (mm) もし,Dg=Bならば,B1=Bとする。

――――― [JIS B 2207 pdf 1] ―――――

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B 2207-1995
       bn :  (A−Dg) /2,ガスケットの幅 (mm)
       C : ボルト穴の中心円の直径 (mm)
      C0 :  (A+B) /2,フランジリング図心の直径 (mm)
      Dg : ガスケットの内径 (mm)
       db : ボルトのねじ部の谷の径と軸部の径の最小部のいずれか小さい方の径 (mm)
      dB : フランジボルト穴の直径 (mm)
      Eb : ボルト材の縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
      Efi : フランジ材の縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
      Ehi : ハブ材の縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
      Eg0 : ガスケット材の圧縮時縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])(参考1参照)
      Eg : ガスケット材の復元時縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])(参考1参照)
      EOi : 接続管材の縦弾性係数 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
      gOi : ハブ小径端板厚 (mm)
      g1i : ハブ大径端板厚 (mm)
      G0 : ガスケット締付時のガスケット反力円の直径 (mm)
     G10 : ガスケット締付時のボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力円の直径 (mm)
     G20 : ガスケット締付時のボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力円の直径 (mm)
      Gp : 内圧作用時のガスケット反力円の直径 (mm)
     G1p : 内圧作用時のボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力円の直径 (mm)
     G2p : 内圧作用時のボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力円の直径 (mm)
       hi : ハブ長さ (mm)
        i : 1,2,一対のフランジを表す。
      J1i : ハブ−フランジリング接続部のせん断力係数 (N/mm [{kgf/mm}])
      J2i : ハブ−フランジリング接続部のせん断力係数 (mm)
      K1i : ハブ−フランジリング接続部のモーメント係数 (N [{kgf}])
      K2i : ハブ−フランジリング接続部のモーメント係数 (mm2)
      lOb : tf1+tf2+tg,ボルト変形域の長さ (mm)
      M0 : ガスケット締付時にフランジに作用するモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
     M10 : ガスケット締付時にボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力によって生じるフランジリン
          グ断面図心軸周りのモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
     M20 : ガスケット締付時にボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力によって生じるフランジリン
          グ断面図心軸周りのモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
      MP : 内圧作用時にフランジに作用するモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
     M1P : 内圧作用時にボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力によって生じるフランジリング断面
          図心軸周りのモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
     M2P : 内圧作用時にボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力によって生じるフランジリング断面
          図心軸周りのモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
     MB1 : フランジ内径とガスケット内径との間のリング状部分に加わる内圧によるフランジリング断面
          図心軸周りのモーメント (N・mm [{kgf・mm}])
       n : ボルトの本数

――――― [JIS B 2207 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    B 2207-1995
      P0 :  (        一                        一         p/100)}],内圧力によってフランジの内径面に加わる荷重 (N
      P1 :  [        Dg2−B2) /4] p [{[       Dg2−B2) /4] (p/100)}],フランジ内径とガスケット内径との間のリング状部
          分に加わる内圧力による荷重 (N [{kgf}])
      Pb0 : ガスケット締付荷重 (N [{kgf}])
       p : 設計内圧力 (MPa [{kgf/cm2}])
     Pg10 : ガスケット締付時のボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力 (N [{kgf}])
     Pg20 : ガスケット締付時のボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力 (N [{kgf}])
     Pg10' : ガスケット締付時のボルト穴内接円内側部分のガスケット反力 (N [{kgf}])
      Pb : 内圧作用時のボルト荷重 (N [{kgf}])
      Pg : 内圧作用時のガスケット反力 (N [{kgf}])
      Pg1 : 内圧作用時のボルト穴中心円の内側部分のガスケット反力 (N [{kgf}])
      Pg2 : 内圧作用時のボルト穴中心円の外側部分のガスケット反力 (N [{kgf}])
     Pg1' : 内圧作用時のボルト穴内接円内側部分のガスケット反力 (N [{kgf}] )
       rg : Dg/2,ガスケット内半径 (mm)
      rgb :  (C−dB) /2,ボルト穴内接円半径 (mm)
      rci0 : ガスケット締付時のフランジの変形を規定する値 (mm) (図1参照)
      rcip : 内圧作用時のフランジの変形を規定する値 (mm) (図2参照)
       tfi : フランジの板厚 (mm)
       tg : ガスケットの板厚 (mm)
       t0i : 接続管の板厚 (mm)
           椀     ガスケット締付荷重によるフランジリングの回転角 (rad)
           椀    内圧作用時のフランジリングの回転角 (rad)
            槿  ハブの軸方向応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
          刀槿   フランジの半径方向応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
          槿     フランジの周方向応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
           懿  常温におけるボルト材料の許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
           拿  使用温度におけるボルト材料の許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
           替  使用温度におけるフランジ材料の許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
          なお,ガスケット締付時に対しては常温における許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
           滿  管又は管状部の材料の使用温度における許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])
          なお,ガスケット締付時に対しては常温における許容引張応力 (N/mm2 [{kgf/mm2}])

――――― [JIS B 2207 pdf 3] ―――――

4
B 2207-1995
         図1 締付けによるガスケットの変形             図2 内圧作用時のガスケットの復元
3. ハブ−フランジリング接続部のモーメント係数K1i,K2i及びせん断力係数J1i,J2i ハブ−フランジリ
ング接続部のモーメント係数K1i,K2i及びせん断力係数J1i,J2iは,円すい形断面のハブを,その小径端,
大径端の平均厚さをもつく(矩)形断面ハブに置き換えた解析から求める(ハブ長さは同じ。)。
  ハブ下端−フランジリング内径端の接続部のモーメントM1i及びせん断力Q1iは,次による。
                        M1i  K1i i  K2i p[{M1i  K1i i K2i ( p/ 100)}]
                        Q1i  J1i i J2i p[{Q1i J1i i J2i ( p/ 100)}]
                      ここに
                                      槿      椀こ は    椀      i=1, 2)。
                      K1i,K2i,J1i,J2iは,次による。
                         K1i [(a41i 2i  a42i3i a44i 4i )   a3i(a31i 2i a32i3i a34i 4i )   a4i
                                                                                      /] Dei
                         K2i  [(a21i 6i a22i 5i a24i 1i )   a1i( a41i2i a42i 3i a44i 4i )   a3i
                                                                                       /] Dei
                         J1i [(a41i5i a42i 6i a43i4i )   a3i ( a31i5i a32i 6i a33i4i )   a4i
                                                                                     /] Dei
                         J2i  [(a21i3i a22i 2i a23i 1i )   a1i
                                                          (a41i5i a42i 6i a43i4i )   a3i
                                                                                   /] Dei
                      ここに,    1i a31ia42ia32ia41i
                                  2i a31ia43ia33ia41i
                                  3i a32ia43ia33ia42i
                                  4i a33ia44ia34ia43i
                                  5i a34ia41ia31ia44i
                                  6i a34ia42ia32ia44i
                                  1i a13ia24ia14ia23i

――――― [JIS B 2207 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    B 2207-1995
                                  2i a14ia22ia12ia24i
                                  3i a11ia24ia14ia21i
                                  4i a11ia22ia12ia21i
                                  5i a13ia22ia12ia23i
                                  6i a11ia23ia13ia21i
                                 Dei   1i1i   2i 2i  3i3i   4i 4i   5i5i   6i 6i
                                             2     2     2
                                 a11i  0i1[ i Xi (C1i C3i )   ]
                                          3
                                 a12i 1             C3iC4i )
                                         i Xi (C1iC2i
                                          2
                                 a13i  0i i Xi 2(C1iC3i )
                                        3
                                 a14i             C2iC3i )
                                       i Xi (C1iC4i
                                a21i   0i 1[ iXi (C1iC2iC3iC4i )   ]
                                             2     2     2
                                 a22i 1[5.0 i Xi (C1i C3i )   ]
                                a23i                  C2iC3i )
                                         0i iXi (C1iC4i
                                         2
                                 a24i   i XiC1iC3i
                                          2
                                 a31i  0i i Xi 2(C1iC3i )
                                         3
                                 a32i              C2iC3i)
                                        i Xi (C1iC4i
                                           2     2     2
                                 a33i   0i i Xi (C1iC3i )
                                        3
                                 a34i             C3iC4i)
                                       i Xi (C1iC2i
                                 a41i                C2iC3i)
                                        0i iXi (C1iC4i
                                        2
                                 a42i  i XiC1iC3i
                                 a43i               C3iC4i)
                                       0i iXi (C1iC2i
                                          2     2     2
                                 a44i 5.0i Xi (C1i C3i )
                                         3
                                 a1i 2                 1 /(E0ig0i )   ](B2 / )4
                                        0i D0i1[ /(Ehighi )
                                 a1i  0
                                    i
                                 a2   0
                                 a2i  0
                                         3              2
                                 a3i  2                   / )4
                                        0i D0i1[ /(Ehighi )   ](B
                                        3
                                 a3i   0i D0itfi
                                    i
                                 a4   0
                                        2
                                 a4i   0i D0i
                                                      1
                                            2    2  2
                                  0i [121(v ) /(Bg0i )   ] 4
                                                      1
                                                    2
                                  hi [121(v2 ) /(B2ghi )   ] 4
                                           3
                                 D0i  E0ig0i/[121(v2 )   ]
                                           3
                                 Dhi  Ehighi/[121(v2 )   ]
                                 ai   hihi
                                                     1
                                  i   0i /hi (ghi / g0i ) 2
                                 ghi (g0i g1i2/)

――――― [JIS B 2207 pdf 5] ―――――

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