多工况耦合法兰连接结构密封性研究

法兰连接结构广泛应用于工业生产领域，法兰处若发生泄漏，会影响设备正常运行，严重时还会对人员造成伤害，对环境造成污染。由此，对法兰连接结构的密封性进行研究，具有重要工程意义和价值。以法兰连接结构为研究对象，利用Waters设计方法和有限元分析方法，对不同预紧装配顺序，以及压力温度载荷工况、机械载荷工况、振动载荷工况的密封性进行分析。研究结果表明，螺栓预紧装配顺序、压力温度载荷工况下不均匀预紧、机械载荷工况、振动载荷工况均会对法兰连接结构的密封性造成影响，不同工况下预紧力丧失为20%～80%。在工程应用中，采用顺序紧固方式，在升温降温工况下，系统管道中管端载荷及振动载荷均会造成垫片接触应力分布不均匀，严重时可能导致垫片泄漏。对此，可以采用螺栓交叉拧紧、高温环境螺栓热紧工艺、双叠防松垫片等措施进行预防。