化工压力容器法兰设计

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压力容器设计中法兰及紧固件的选用

紧固件选配规定要点：管法兰：法兰，PL,非易燃易爆、非中度有毒，可钢板;SO，非易燃易爆、非高度有毒，WN，高温高压，易燃易爆，高度有毒。

注意设计温度配套。

螺栓紧固件：（注意使用温度，只有全螺纹螺柱或不锈钢螺栓可用于低温）六角螺栓/螺母，PN16以下，非有毒、易燃、循环，配非金属平垫片，GB/T5782-2000/ GB/T 6170-2000, 材料标注8.8/8级双头螺柱/螺母，PN40以下，非有毒、易燃、循环，垫片不限，GB/T901-1988/ GB/T 6170-2000(PN16以上GB/T 6175-2000)，材料标注8.8/8级（PN16以上标材料牌号30CrMo）全螺纹螺柱/螺母，PN160以下，无限制，HG/T20613-2009/GB/T6175-2000, 材料标注35CrMo /30CrMo 低温冲击试验，螺栓、螺柱选用35CrMoA,且按GB150-1998第4.5.5，进行低温（设计温度）冲击试验，冲击功不小于27J垫片，PN16-25以下，可用非金属平垫片，缠绕垫最通用（PN16以下使用时，要选用WN等刚性较大的法兰）。

WN型法兰不配用非金属平垫片。

注意温度使用范围。

容器法兰，按JB/T4710-2000表2配套选取法兰：结构型式选用可参照管法兰，长颈对焊必须用锻件,低温冲击试验螺栓坚固件：螺柱按JB/T4707-2000,螺母，容器法兰未具体规定，本人认为，比较参考管法兰，专用材料采用2型螺母，故同样按GB/T6175-2000-材料标注具体材料低温工况，，螺柱/螺母都规定选用35CrMoA,冲击试验且按GB150-1998第4.5.5，进行低温（设计温度）冲击试验，冲击功不小于27J垫片：甲型选平垫片，其它可选多种。

压力容器零部件设计---法兰设计

适用：低压和无毒介质。
②凹凸型
优点：便于对中，垫圈放在凹面不易挤出，密封面窄比压大。
缺点：加工量大
适用：压力稍高
③榫槽型
优点：密封面窄，不与介质接触，
缺点：拆卸难，垫圈不易清理
适用：压力更高，密封要求严
④梯形槽：
与椭圆型或八角型金属垫圈配用。
特点：槽的锥面与垫圈成线（或窄面）接触密封。
法兰的类型
1）压力容器法兰：连接筒体与封头、筒体与筒体、法兰与管板。
2）管法兰：管道之间连接。
思考：两类法兰作用相同，外形相同，能互换吗？为什么？
思考：两类法兰作用相同，外形相同，能互换吗？为什么？
答：不能。因为：压力容器法兰的公称直径通常是与其连接的筒体的
适用：温度、压力有波动，介质渗透性
密封面的选用原则
首先必须保证密封可靠，然后力求加工容易，装配方便、成本低。
垫圈（垫片）
垫圈是法兰连接的核心，密封效果的好坏主要取决于垫圈的密封性能。
垫圈材料的要求：
耐介质腐蚀、不与操作介质发生化学反应，不污染产品和环境，具有良好的弹性，有一定的机械强度和适当的柔软性，在工作温度和压力下不易变质（硬化、老化、软化）。
法兰设计的重要概念
1、预紧密封比压：
预紧时(无内压），迫使垫片变形与压紧面密合，形成初始密封条件。此时在垫片单位面积上的压紧力。（也称最小压紧应力 MPa）
法兰设计的重要概念
2、工作密封比压：操
作时(有内压），压紧力减小，垫片具有足够的回弹能力，回复的变形能够补偿螺栓和密封面的变形，此时预紧密封比压下降到正常工作的最小值。（MPa）

压力容器设备法兰的优化设计

２优化设计原则
显的作用，ｃ影响较小，对广Ｔ而对Ｏ则起相反的作用。只－有不断调整才能达到满应力设计的优化状态。
３设计应用
设备法兰仔在ｊ项应
力状态（冈１，设计见）红中，法兰环的厚度和锥颈
发挥，就是说为“ 应力 ” 也满状态。“ 应力” 计是一种优满设化设计，然过程繁琐，虽但设计成却可以获得具有结构紧凑、力合理、量轻、材少的优越性，受重耗呵以达到降低
生产成本的目的，明的经济效益。体现
初步确定：法兰锥颈小端厚度占＝８ｍ，端取３ｒ大ａ厚度取１５２取为６＝２ｍ。算法兰力矩Ｍｏ．６～６，２７ｒａ＝
环厚度（，降低有对
明显作用，对，响较影小，Ｏ影响史小，作对－但用效果并不肯定。而增加锥颈尺寸（，ｈ对降低Ｏ有明６、）－
由此汁算法＿项应力值为：二
＝
ｒｄ＜ｒ］２ＭＰｄ、Ｔ［，『１９ａＲｒ－
（）２
（）３
皿＇＝６ＭＰＡ￣ｆＤｉ１４ａ
解决方案
工艺，工装，旗真，诠断，越潮，维修，改造菹翳
压力容器设备法兰的设计优化
徐慧敏大庆石化工程有限公司，龙江大庆１３１黑６７４

法兰标准(化工系列)

钢制管法兰(化工标准系列)2004-04-20发布 2004-05-01实施Q/OMHJ003.1-2004发布Q/O M H J003.1-2004目次前言 (Ⅱ)引言 (Ⅳ)1范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3公称通径和钢管外径 (1)4 公称压力 (1)5法兰类型 (2)6法兰尺寸 (3)7密封面型式 (6)8密封面尺寸 (6)9法兰材料 (6)10法兰的尺寸公差 (7)11法兰的压力-温度等级 (8)12法兰的螺栓支承面加工 (8)13法兰的焊接接头和坡口尺寸 (8)14法兰的水压试验 (9)15法兰的检验和验收 (9)16法兰的标记 (10)17法兰的包装和钢印标志 (10)18附加技术条件 (11)附录 A 可配合使用的管法兰标准(参考件) (12)Q/O M H J003.1-2004前言在Q/OMHJ003—2004《钢制管法兰》这个总标题下包括以下3个标准：Q/OMHJ003.1—2004 《钢制管法兰(化工标准系列)》Q/OMHJ003.2—2004 《钢制管法兰(国家标准系列)》Q/OMHJ003.3—2004 《钢制管法兰(机械标准系列)》根据国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》（2000年1月1日正式实施）第54条“钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592~20635的规定”的规定，根据公司的实际情况，为减少钢制管法兰的类型、规格、品种、材料等以及节省设计、采购、制造等时间和成本，制定本标准；本标准由以下5个标准部分组成：HG20592—1997 《钢制管法兰型式、参数（欧洲体系）》HG20593—1997 《板式平焊钢制管法兰（欧洲体系）》HG20603—1997 《钢制管法兰技术条件（欧洲体系）》HG20604—1997 《钢制管法兰压力-温度等级（欧洲体系）》HG20605—1997 《钢制管法兰焊接接头和坡口尺寸（欧洲体系）》由于HG20592~20635—1997标准是参照了ISO7005-1—1992标准和ANSI B16.5—1996标准、DIN2573—1976、DIN2576—1976标准等修订而成的，而本标准是对HG20592~20635—1997标准的选用，因此，本标准也参照了上述标准；本标准参照了《石油化工管道安装设计便查手册》（中国石化出版社，2003年11月第1版）中的第四章第三节“钢制管法兰、垫片及紧固件”的有关内容；本标准规定了以下方面的内容：1 钢制管法兰的压力等级PN为(0.25~2.5)MPa；2 钢制管法兰的类型为板式平焊法兰（PL）；3 钢制管法兰公称通径的优选规格尺寸为DN32，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，350，400mm等13种规格以及适用钢管外径有国际通用系列（A）（俗称英制管）和国内沿用系列（B）（俗称公制管）；4 钢制管法兰密封面型式为平面（FF）和突面（RF）两种；5 钢制管法兰密封面尺寸；6 钢制管法兰的材料选用碳素钢和不锈钢两种,并按照国际惯例进行标记；7 钢制管法兰的技术条件和压力-温度等级[钢制管法兰的工作温度为(0~50)°C]；8 钢制管法兰的焊接接头和坡口尺寸；9 钢制管法兰的加工、试验、标记等；10 在特殊情况下，如果选用美洲体系钢制管法兰或上述系列外钢制管法兰的压力等级、类型、密Q/O M H J003.1-2004封面型式、规格、参数、材料等，须经部门经理和标准化部经理的同意；本标准由标准化部提出；本标准由标准化部归口；本标准由标准化部负责解释；本标准由刘文平负责起草；本标准是第一次发布。

浅谈压力容器长颈对焊法兰优化设计

- 32 -论文广场石油和化工设备2021年第24卷浅谈压力容器长颈对焊法兰优化设计李进一（江苏东方瑞吉能源装备有限公司，江苏镇江 212000）[摘要] 通过两个具体算例对压力容器长颈对焊法兰进行优化设计，分析了锥颈高度和法兰厚度对法兰轴向应力、径向应力和切向应力三项主要应力的影响。

计算结果表明，当调整至法兰厚度和锥颈高度相近时，三项主要应力值均接近满应力值。

这样的优化设计使得法兰结构紧凑，受力合理，减轻重量，可显著降低法兰成本。

对小直径且压力不高的长颈对焊法兰，在保证法兰锥颈段斜率≤1:3的前提下，法兰可以不带直边段。

[关键词] 长颈对焊法兰；锥颈高度；法兰厚度；优化设计作者简介：李进一（1988—），男，江苏盐城人，2012年毕业于南京工业大学化工过程机械专业，工学硕士，高级工程师。

主要从事压力容器设计及校审工作，已发表论文4篇。

Waters 法是国际上应用最广、历史最悠久的法兰计算方法。

该方法于1937年提出，经过几十年的实践证明，它是一种成熟可靠、经济合理的设计方法。

目前GB/T 150.3、JB 4732、ASME 等标准规范中有关法兰计算都是基于Waters 法[1]。

Waters 法认为控制法兰强度的三个主要应力为法兰环上的最大径向应力和切向应力以及锥颈上的最大轴向应力。

Waters 法忽略了压力直接作用于法兰环、锥颈、圆筒三部分所产生的薄膜应力以及三部分在压力直接作用变形协调所产生的应力[2-6]。

1 长颈对焊法兰长颈对焊法兰是压力容器中最常用的设备法兰，NB/T 47023-2012标准[7]虽然给出了公称压力为0.6~6.4MPa 、工作温度-70℃~450℃的碳钢和低合金钢制压力容器长颈对焊法兰，但法兰、螺柱、螺母及垫片材料需完全按标准中匹配表和修正表执行，受到诸多限制，而且在工程实际中很多长颈对焊法兰都超出了NB/T 47023-2012标准的范围，如不锈钢法兰或工作温度超过450℃的长颈对焊法兰等，这时都要按GB/T 150.3-2011进行非标法兰设计计算。

压力容器设备中法兰设计存在的问题及对策

法兰密封性能不达标
总结词
密封性能不达标
详细描述
法兰是压力容器设备中重要的连接部件，其密封性能对整个系统的安全性和可靠性具有重要影响。如果法兰的密封性能不达标，可能会导致介质泄漏、环境污染等问题。例如，垫片或填料选择不当、安装不正确等都可能影响法兰的密封性能。因此，在法兰设计中需要充分考虑垫片或填料的类型、尺寸、安装方式等因素，以确保其密封性能达到要求。
法兰设计的原则和标准
法兰设计应遵循国家及行业相关标准、规范和规定。
法兰设计应考虑其使用环境、介质特性、压力、温度等因素，以确保其安全性和可靠性。
法兰设计还应考虑制造、检验和维修的便利性，以提高其可操作性。
法兰设计的流程和步骤
法兰设计应根据设备的使用要求进行初步设计。
最后，进行法兰的制造和检验，确保其符合设计要求和使用性能。
总结词
提升设计人员的专业素养和技能水平
详细描述
通过定期组织专业培训、学术交流、经验分享等活动，提高设计人员对压力容器设备中法兰设计的理论知识和实践技能，加强设计人员的专业素养和技能水平，确保法兰设计的质量和安全性。
制定规范化的设计标准和流程
总结词
制定统一、规范的设计标准和流程，明确设计细节和要求
法兰结构设计不合理
要点一
总结词
结构设计不合理
要点二
详细描述
法兰结构设计不合理可能会导致应力集中、密封性能差等问题。例如，法兰边缘的锐角或突变部位可能会引起应力集中，影响法兰的强度和稳定性。此外，如果法兰结构设计不合理，还可能影响其与管道或阀门的连接和密封效果。因此，法兰结构设计需要充分考虑应力分布、密封性能等因素，以确保其安全性和可靠性。

法兰设计存在的问题及对策

法兰设计存在的问题及对策摘要：法兰在压力容器的设计中起着重要作用。

因此，本文简要介绍了压力容器法兰及其类型和设计特点。

设备法兰在压力容器设计中需要特别重视。

还有设计中，例如法兰材料选择偏差、估计寿命偏差和热处理不足，这些问题都会对法兰产生很大影响。

本文阐述了压力容器法兰设计中存在的问题和处理措施。

关键词:压力容器;设备法兰;解决对策近年来，我国社会经济的快速发展使化工行业取得了显着进步，这不仅增加了生产任务，而且还需要提高生产效率和质量要求。

在这方面，压力容器中法兰被认为是最重要的设备之一，法兰作为压力容器单元的主要部件，影响压力容器的功能和性能。

因此，在新形势下，我们必须考虑设计压力容器法兰的具体可行对策。

一、压力容器设计特点1.设计和制造过程需要高度的专业知识。

在设计压力容器时，需要测试各种组件，以便设计者具备掌握先进计算技术所需的专业知识和经验，压力容器的设计旨在确保高度的安全性并减少外部因素的影响。

2.制造工艺需要高度的安全性。

压力容器的操作环境特点是高温、高压、真空和腐蚀。

压力容器中的一些材料有毒、易燃、易爆等危险因素。

为此，我们必须严格保证设计、制造和使用过程的专业化和标准化。

遵守生产规则，生产高质量压力容器，提高生产水平和安全性。

生产压力容器时，必须在不同阶段应用不同的生产标准，以满足不同时间的使用要求，提高容器的效率，企业需引进提高制造标准的新技术和方法。

二、法兰的相关概述在石油化工行业，压力容器是影响工业生产的重要设备，法兰是压力容器不可或缺的组成部分。

在工业生产中，压力容器的边缘必须按照设备的技术要求和安装需要进行调整。

压力容器有不同的法兰，可分为整体法兰和任意法兰，不同的法兰具有不同的特性。

法兰设计的主要目的是确保法兰强度。

如果强度达不到预定值，则应在适当的范围内进行调整和研究工作，例如检查密封尺寸以减少法兰上的弯矩。

要连接法兰，必须将其焊接到外壳上。

对相关规范的研究可以发挥法兰有效作用。

压力容器法兰连接设计

A.低碳钢螺栓适用于高压场合
B.不锈钢螺栓适用于腐蚀性介质
C.高强度螺栓适用于高温场合
D.铜合金螺栓适用于特定介质
7.在压力容器法兰连接中，下列哪种情况下需要采用加强法兰？()
A.螺栓数量较少
B.螺栓直径较小
C.容器直径较大
D.容器操作压力较低
8.以下哪个因素不会影响法兰连接的密封性能？()
A.螺栓的预紧力
2.在压力容器法兰连接的安装过程中，阐述如何确保螺栓预紧力的均匀分配，以及为什么这很重要。（10分）
标准答案
第一部分单选题
1. D
2. C
3. D
4. C
5. A
6. A
7. C
8. D
9. C
10. A
11. C
12. D
13. D
14. D
15. C
第二部分多选题
1. ABCD
2. AD
3. ABCD
C.腐蚀性介质
D.温度变化大的场合
3.在法兰连接设计中，螺栓的预紧力受到以下哪些因素的影响？()
A.螺栓的直径
B.螺栓的数量
C.垫片的材料
D.容器的操作温度
4.以下哪些法兰连接方式适用于需要经常拆卸的场合？()
A.松套法兰
B.螺纹法兰
C.对焊法兰
D.焊接法兰
5.压力容器法兰连接中，以下哪些因素会影响垫片的选择？()
4. AB
5. ABCD
6. ABC
7. ABCD
8. ABC
9. AB
10. AB
11. ABC
12. ABCD
13. AB
14. ABCD
15. ABC
第三部分判断题

法兰设计计算 s 2012.08.18

2 0
按M0控制状态(操作或预紧)取
199500 0.3
K1h0)
0.6762 合格
J ≤1
以上应力均合格,刚度合格,法兰符合要求。
制作人：
四川成都四川亚联高科
序号数值名称
共4页强度计算书
符号单位公式计编号 : 共页算
第1页
2012.08.18 第数页值
按GB150-2011《压力容器》进行法兰设计计算 1 法兰、螺柱及垫片设计计算：
1.1 设计参数: 设计压力计算压力设计温度法兰材料 P PC t MPa MPa ℃ 按NB/T47008～10-2010锻件或其他 6.40 7.30 200.0 16Mn 150.0 178.0 2.00 按JB/T4700 中表2～表5 35CrMoA 196.0 228.0
法兰计算内直径系数法兰轴向力法兰径向力法兰环向力
Di1 f
δH δR δT
当Di≥20δ 1时, 按G28 f＜1时, 取f=1，＞1时，按G76 MPa fM0/(λδ12Di)
2 MPa (1.33δfe+1) M0/(λδf Di)
520.0 1.12370 198.94 72.71 90.50 225.00 135.82 144.72
0 0 0
1.75900 3.14600 6.05950 6.65880 0.86598 0.32937 1.12370 0.0087 808671 1432625 435753 54.00 34.50 52.25 77361750 21676017 22768092 121805859 2917272 100645877 84813942
Wa Aa F FP WP AP Am Ab

化工行业法兰标准

化工行业中使用的法兰标准有多种。

在中国，法兰标准主要分为管法兰标准和压力容器法兰标准。

常用的管法兰标准包括国家标准（GB）、化工行业标准（HG）、机械行业标准（JB）、石化行业标准（SH）以及船用法兰标准。

例如，化工部059法兰是一种常用的化工行业法兰标准，其规格如DNHG/T059-009PN0.6MPA、DNHG/T059-009PN1.0MPA等，具有特定的法兰外径、螺栓孔中心圆直径、密封面尺寸、螺栓孔Z-φd、法兰厚度等参数。

此外，我国化工、石化行业还有其他常用的标准，如英制管的GB 9112～9125、SH 3406，以及公制管的HGJ44～76、JB/T74～90等。

最近的版本是SHT 3406-2022石油化工钢制管法兰技术规范。

选择合适的法兰标准是基于管道系统的压力、温度、介质特性以及连接方式等因素来决定的。

在实际应用中，还需要根据具体工程条件和使用环境来综合考虑选用哪种标准的法兰。

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化工部管法兰标准有欧洲体系和美洲体系，设
备法兰标准为JB/T4700~4703。具有确定公称压力的法兰根据材料和设计温度的不同具有不同的最高允许工作压力，在选用标准时，必须查询对应的压力-温度额定表。标准中列出了法兰、垫片、紧固件的选配原则。紧固件分为低强度，中等强度及高强度三种强度等级，按照对材料的控制又可以分为专用级和商品级。衬里法兰盖的塞焊孔和位臵可参照化工部管法兰标准。
不锈钢衬里法兰盖的使用温度上限不大于350。C。带颈平焊法兰、承插焊法兰和螺纹法兰的颈部外侧斜度应不大于7。。带颈对焊法兰的锥颈斜度应不大于45。，且应具有斜度不大于7。的直边段。

随着科学的进步，华脱尔斯法的不足也逐渐体
现出来，EN 标准附录G和附录GA 体现了新的设计方法，具体内容请见秦书经的《法兰接头设计》和EN13445附录G和附录GA 。
计算整体法兰时，法兰环和壳体（接管）的变形协调，只有一对。最大周向弯曲应力发生在法兰环内侧的上下表面，法兰环上无径向力；圆筒上存在轴向弯曲应力，周向弯曲应力和周向薄膜应力。轴向边缘应力大于周向边缘应力，所以仅校核轴向边缘应力。未考虑带锥颈的整体法兰。
预紧状态的法兰力矩：
Ma=（Am+Ab）/2*[σ]b

对较厚的锥颈，在按刚度法控制锥颈端部(2/3) °转角时，由于锥颈表面离中性面较远，为此锥颈表面产生较大的σH，以至可能超过1.5[σ]，导致M刚大于M强。即按刚度法设计的法兰，并不能满足强度法的设计要求。相反此时按强度法设计的法兰则可自动满足刚度法的要求（偏转角≤ (2/3) ° ）。相反，对较薄的锥颈，在按刚度法控制锥颈端面（2/3） °转角时，由于锥颈表面离中心面较近，为此锥颈表面产生较小的σH，以至于1.5[σ]，导致M刚小于M强。即按刚度法设计的法兰能同时满足强度法的要求。相反，此时按强度法的设计则并不能满足刚度的要求。即两种方法何种起控制作用取决于法兰锥颈的厚度。
X24项目沉降器设备，水压试验时螺栓预紧力
远超过计算所得的数据，垫片表面的粗糙度、密封面的粗糙度都对结果有很大的影响，以水压状态上紧的螺栓在实际使用过程中会造成螺栓的应力超过所允许的许用应力。关于JMH12-3-80010液压拉伸器的拉伸力：（20个M72X4螺栓）预紧时所需的总的螺栓力为13714316N 操作时所需的总的螺栓力为591895圆形法兰的设计和计算》，和GB150的计算公式不同，所以计算出来的结果和以椭圆长轴当量圆环直径计算结果不一致。 O形圈法兰计算，未计及垫片压紧力的作用。

法兰应力只考虑了法兰力矩的作用。实际上由压力在法兰直边段中产生的应力并非很小。对于平焊法兰来说，其直边段厚度即为与法兰对接的圆筒的厚度。此厚度按内压圆筒计算。内压圆筒计算此壁厚时，将其环向薄膜应力控制在一倍筒体材料的许用应力[σ]，此时圆筒中的轴向薄膜应力 σ H P 即达 0.5[σ]。这轴向应力 σ H P 相比法兰力矩在法兰锥颈上引起的法兰轴向弯曲应力 σ H （按标准控制 1.5[σ]），可见 σ H P ≈ σ H /3，故 σ H P 已非小量。同时因为一次总体薄膜应力，而又为一次弯曲应力。即法兰锥颈小端的总轴向应力为 σ H P + σH 。根据塑性力学的极限设计原理： σ H P + σH ≤ 1.5[σ] 。而Waters法中已将σH 控制至1.5[σ]，为此是不合理的。
*LG 操作状态下的法兰力矩： FD=0.785*Di 2 PC FT=F-FD MP=FD*LD+FT*LT+FG*LG 法兰设计力矩:Mo 取大值{ Ma [σ]ft /[σ]f , MP } 见计算书阐述：垫片有效密封宽度，特性参数（m,y),压紧力作用中心圆直径，垫片压紧力，螺栓载荷，螺栓设计载荷，螺栓布臵间距要求。
当法兰在相同的操作条件下有成功的使用经验
时可以免除刚度校核。对承受内压的窄面整体法兰和按照整体法兰计算的窄面任意式法兰，刚度指数按照下式计算：
外压法兰可按内压法兰计算，但螺栓面积仅需
按照预紧状态考虑法兰力矩按以下公式计算： MP=FD*LD+FT*LT- FG*LG
FG=FD+FT
松式法兰：凡是法兰环和壳体壁（或管壁）并
无固定连接关系或虽有固定连接关系但不能有效地保证与壳体（或管壁）同时受载，同时变形的法兰。螺纹法兰也是松式法兰。整体法兰：凡是法兰环和壳体整体锻成或法兰环与壳体壁（或管壁）全部焊透以保证法兰环与壳体（或管壁）同时受载，同时变形的法兰。整体法兰的强度和刚度都比较高，适用于压力和温度较高的场合。法兰环的受力会牵动容器或接管，在容器或接管上产生附加弯曲应力。
MP=FD* （LD-LG ）+FT*（LT-LG ）
在整个法兰密封面都铺设垫片，即为宽面法兰。
计算方法采用巴赫法，系将连接在筒体上的法
兰环视作是悬臂梁，计算在设计力矩作用下法兰环的弯曲应力并使之满足法兰环材料的许用应力。适用于压力不高的场合，具体见GB150的7.8条。
SW6中有非圆形法兰的计算
铁木辛柯法
华脱尔斯法
法兰环和壳体（接管）均处于弹性法兰环和壳体（接管）均处于弹性状态，不发生屈服和蠕变现象。状态，不发生屈服和蠕变现象。
将法兰环视为受均布扭矩作用的矩将法兰环视为受均布弯矩作用的环形截面圆环，在扭矩作用下只绕其板，法兰环，锥颈（当有锥颈时），圆筒三者相连而组成两对边缘问题，形心旋转，不发生畸变和弯曲。他们的变形均相互协调。将螺栓孔的影响忽略不计，将法兰将螺栓孔的影响忽略不计，将法兰环视为实心圆环。环视为实心圆环。都只受螺栓力所引起的力矩，略去都只受螺栓力所引起的力矩，略去介质内外压对法兰环，锥颈（当有介质内外压引起的薄膜应力。锥颈时），圆筒引起的薄膜应力。
美国ASME标准为了解决Waters法可能造成的
较大变形引起泄漏问题，对该法补充提出了刚度计算要求。此刚度法对整体法兰来说，实质上是控制锥颈大端的偏转角≤2/3°，比英国 BS1500的限制法兰密封面偏转角3/4°稍小。松式法兰控制偏转角≤0.2°

Waters法是通过以强度控制形式进行设计。 ASME 刚度法是对法兰锥颈大端偏转角以（2/3）°加以限制，以刚度控制形式进行计算。刚度法对锥颈表面的轴向应力σH是不加控制的。而锥颈表面的轴向应力σH是与锥颈表面离锥颈中性面的距离成正比的。
铁木辛柯法计算活套法兰时，法兰环上仅为周向弯曲应力。未考虑带锥颈的活套法兰。
华脱尔斯法计算活套法兰（不带颈）时，法兰环上仅为周向弯曲应力。带颈时，锥颈小端不受力。一对边缘应力作用。法兰环上有环向和径向弯曲应力，锥颈和圆筒上有轴向弯曲应力和周向应力，轴向边缘应力大于周向边缘应力，所以仅校核轴向边缘应力。
当选用JB/T4700~4707标准时，可免除计算
带颈法兰应采用热轧或锻件经机加工制成，加
工后的法兰轴线须与原热轧件或锻件的轴线平行。采用钢板制造带颈法兰时，应符合7.1.4要求。碳素钢或低合金钢制法兰在下列任一情况下应经正火处理：1.法兰断面厚度大于50mm,2.锻制法兰螺栓的公称直径应不小于M12，当公称直径大于M48时，应采用细牙螺纹。