基于FEM的承受附加载荷的法兰连接安全评价

在考虑垫片力学性能的非线性和非保守的基础上,建立了承受附加载荷高温螺栓法兰连接结构的有限元分析方法.运用APDL和UIDL开发了基于ANSYS环境的法兰连接结构强度和紧密性分析模块,实现了连接系统的参数化建模及程序化计算.提出了基于紧密性的承受附加载荷螺栓法兰连接的安全评价方法,并以某铂重整装置接管法兰连接为对象,验证了有限元分析和安全评价方法的可行性,确定了该连接的安全操作条件.研究结果为承受附加载荷的螺栓法兰连接系统的安全评价和结构设计提供了借鉴.     

内压和温度对螺栓法兰接头紧密性的影响

螺栓法兰接头失效的主要机制是泄漏。在考虑了垫片的非线性和介质内压的基础上,利用ABAQUS软件对稳态温度载荷作用下的螺栓法兰结构进行了数值模拟,研究了内压和温度对连接结构紧密性的影响。研究结果表明,垫片上的应力分布不均匀,接触压力主要集中在靠近垫片外缘的1/4闭合环带处,随着温度的升高其密封闭合环带不断的变窄,垫片的接触压力降低,从而导致连接结构的泄漏。     

关于螺栓法兰垫片连接接头密封性能研究概述

螺栓法兰垫片接头是压力容器中常用的静密封连接形式。工程上常常采用泄漏率来表征其紧密性。本文从螺栓法兰垫片接头的泄漏率计算模型、密封泄漏失效预测模型和影响螺栓法兰垫片系统的关键因素对其密封性能进行文献综述,为螺栓法兰连接结构设计与泄漏率控制提供参考。     

长颈法兰偏转角的解析算法

螺栓法兰连接是石油、化工、核能、电力等部门压力容器和管道广泛采用的一种连接形式,其密封连接是否可靠直接关系到生产装置的安全运行和现场操作人员的安危。其失效极少是因强度不足引起的,泄漏是连接系统失效的主要原因。在真实螺栓法兰连接结构中,螺栓载荷和内压的作用使法兰发生偏转,法兰偏转引起垫片接触应力分布不均匀,垫片的局部接触应力对螺栓法兰连接结构密封性能的影响较垫片的平均压紧应力更大。文章在Warters法的基础上,考虑了操作压力的影响,对法兰变形进行理论分析,推导了法兰偏转角的计算公式,这为垫片接触应力分布的解析计算研究奠定基础。     

管法兰垫片连接系统的可视化设计

鉴于适用于压力管道连接的法兰、垫片标准众多、数据量庞大且连接结构的设计过程十分复杂,本连接系统通过建立法兰和垫片标准尺寸的Access数据库,开发了基于Visual Basic的管法兰垫片连接系统的设计软件,集成了连接系统的紧密性分析、可靠性分析和寿命预测等模块,实现了管法兰垫片连接系统的可视化设计．     

提高法兰连接密封可靠性的最大螺栓安装载荷控制技术

确定螺栓安装载荷是走出法兰设计选用的认识误区,解决法兰接头泄漏的核心问题。螺栓材料抗松弛适用温度应大大低于螺栓材料最高设计温度,螺栓安装应力应大大高于螺栓材料许用应力。垫片蠕变松弛是螺栓安装载荷(垫片应力)降低,并导致泄漏的重要因素。最大螺栓安装载荷只要控制螺栓不发生屈服、垫片不压溃、法兰不发生影响垫片密封的过大变形。按WRC 538或ASME压力容器规范进行法兰安装工况下的应力和转角(应变)评估。     

非线性性质垫片的螺栓法兰联接泄漏分析

提供螺栓法兰联接的模型;通过平衡图形的分析以计算垫片和螺栓的载荷。已知垫片载荷—泄漏率相互关系来校核联接处的密封能力。对三维图形分析进行了讨论。推导出法兰环旋转角的近似公式。对非线性性质垫片的实例进行了研究。     

基于蠕变的高温法兰连接系统寿命预测方法

长期工作在高温下的法兰连接系统 ,由于密封垫片和螺栓的蠕变松弛 ,使得垫片上的残余压紧应力逐渐减小 ,并最终导致连接系统的泄漏失效。在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上 ,对连接系统进行变形协调分析 ,建立了高温下法兰连接系统的变形协调方程 ;进而导出了垫片残余应力与时间的关系式 ,即变形协调率型方程 ;根据紧密性概念 ,以最大允许泄漏率为失效准则 ,提出了高温法兰连接系统的寿命预测方法     

利用PVRC新垫片常数计算法兰连接最佳螺栓力

本文介绍利用PVRC新的垫片常数B、d和S~*直接计算法兰连接最佳螺栓力的方法。此法以PVRC垫片密封特性试验曲线为基础,考虑了工程用法兰“连接组装效率”和“操作泄漏验经系数”的影响,在保持一定紧密性等级的前提下直接确定法兰连接的最佳螺栓力。这是美国PVRC垫片特性研究组在十多年试验结果基础上提出的供ASME选择的修改现行法兰规范方案之一。     

法兰连接中螺栓和垫片载荷的确定

本文通过对石棉橡胶垫片的试验研究,提出了垫片压缩回弹特性的公式表示方法。在垫片非线性、非保守的力学性态的基础上,推导了螺栓法兰垫片连接的变形协调方程,理论分析得到的螺栓和垫片载荷值与实验结果是十分吻合的。     

非金属平垫片密封连接的泄漏率预测

In this work, a model of gas leakage through nonmetallic gaskets was developed in order to predict leakage rate of gasket sealing connections. The model was verified by the leakage experiments on two types of gaskets： compressed non-asbestos fiber gasket and flexible graphite gasket reinforced with tanged metal sheet. The coefficients in the leakage rate formula were obtained by regression of experimental data for each type of gasket, The model was also validated against the experimental leakage data by other researchers and shown to produce accurate predications. Furthermore, the model was applied to a bolted flanged connection in service in order to assess the tightness of the connection.     

缠绕垫片y-p图及其应用

本文基于螺栓法兰连接的载荷变形关系及不锈钢缠绕柔性石墨垫片的机械性能和密封性能的实验结果,提出了缠绕式剪片y-p的图,并据此给出了几个法兰设计的算例。     

承受外弯矩作用的法兰接头性能研究

采用有限元法模拟了垫片的非线性特性,计算了垫片应力及法兰应力。按应力分析设计方法校核法兰;基于PVRC紧密性的计算方法．以垫片应力为判据,关联了外弯矩与接头紧密度之间的关系。     

几何参数对玻璃纤维织物/环氧层合板螺栓连接强度影响的实验研究

对于2×2斜纹玻璃纤维织物/环氧层合板螺栓连接,实验研究了几何参数对其连接性能的影响。选取不同端距和边距,测试玻璃纤维织物复合材料层合板W/D(试样宽度/孔直径)及E/D(孔端距/孔直径)对螺栓连接强度的影响,并分析螺栓连接的破坏模式。实验结果表明,玻璃纤维织物/环氧复合材料层合板螺栓连接承载能力随着边距E和端距W的增加而增加。当E/D=3,W/D=4时,螺栓连接强度达到稳定值。     

金属垫片密封连接的泄漏率计算

金属垫片密封是压力容器和管道中常见的连接型式,其失效极少是因强度不足引起的,泄漏是连接系统失效的主要原因。在金属垫片泄漏模型基础上,考虑垫片接触应力分布不均匀对泄漏通道的影响,推导了变截面泄漏通道的泄漏率计算公式,此公式将泄漏率、垫片接触应力、介质压力和密封表面分形参数联系在一起,因而使以最大允许泄漏率为准则的金属垫片密封连接设计以及紧密性评价成为可能。     

螺栓法兰接头安全密封技术(一)——安装螺栓载荷

安装螺栓载荷不足和安装不当是引起螺栓法兰接头泄漏的主要原因,结合螺栓载荷和垫片应力的相关定义,针对目前在安装螺栓载荷上的一些认识问题进行分析和探讨,以引起工程设计和现场安装人员的重视,为安全密封提供应用参考.     

复合材料单钉搭接单剪与双剪的挤压破坏试验研究

复合材料机械连接在航空结构中应用广泛,在受力过程中,挤压破坏为主要关注的破坏模式。对于复合材料单钉连接结构,单剪有面外弯曲存在,双剪可视为孔边纯挤压受力模式。采用试验的方法,研究了相同孔径、厚度及铺层的单钉单剪与单钉双剪的破坏模式、挤压变形及屈服和挤压强度,发现单剪形式的二次面外弯曲对强度及变形影响大,双剪结构大幅提高了复合材料机械连接结构的屈服强度和挤压强度。在不改变铺层比例的前提下,通过改变铺层数量,探讨了层合板厚度对单钉单剪受力及破坏的影响,发现层合板的厚度增厚对单钉单剪的屈服及挤压强度提高不显著。