高温法兰连接系统螺栓循环应力确定

在介质压力和温度波动条件下长期工作的高温法兰连接系统 ,其螺栓会产生疲劳而导致连接系统失效。将垫片本构方程应用于螺栓法兰连接系统的变形协调方程 ,考虑温度和介质压力的波动 ,提出了在初始预紧状态已知的条件下计算螺栓循环应力的方法。     

螺栓荷载不均匀对法兰密封的影响程度

某装置的法兰密封发生了泄漏。为分析密封面的压应力,建立了法兰密封有限元分析模型,计算了不同螺栓荷载在垫片密封面上产生的压应力。计算结果表明,螺栓荷载不均匀对垫片密封面压应力影响很大。为此,对法兰密封安装和检修提出了具体建议。     

基于紧密度要求的法兰接头三维有限元分析

基于法兰接头的三维有限元分析 ,并考虑垫片的非线性特性 ,采用FEA分析方法得到了垫片应力分布的准确解 ;计算了螺栓弯曲应力并考虑了垫片应力的分布与接头紧密度之间的关系。将FEA方法所得到的垫片应力与Payney方法、ASME规范方法计算结果做了比较 ,结果表明 ,采用FEA分析方法将法兰、垫片、螺栓作为一个整体进行分析 ,考虑了法兰变形、垫片的非线性特性以及螺栓弯曲应力对垫片应力分布的影响 ,更加符合垫片的真实压缩变形和密封行为。     

改善法兰接头密封性的对策

文章主要提出了法兰接头密封所面临的难题,并对如何解决该难题从法兰密封计算方法(法兰刚度校核、PVRC法兰密封性计算、法兰当量设计压力计算等)、最大和最小螺栓预紧力、螺栓及垫片选材和选型、碟簧应用、法兰密封面特性及垫片的选配和法兰装配(上紧工具、上紧程序及注意事项)等多方面给出了建议。     

高温闸阀不同升温保温时间下瞬态密封分析

均匀的螺栓载荷是实现闸阀法兰长期有效密封的保证。针对工业中开停工温度波动引起的法兰变形等问题,建立了闸阀瞬态热-结构耦合有限元模型,搭建了高温闸阀试验装置并验证了模型的准确性,研究了不同升温保温时间组合下螺栓载荷与垫片应力的变化规律。实验结果表明,随着升温时间的延长,螺栓平均载荷下降速度减缓,螺栓间不均匀程度逐渐降低。在保温过程中,平均载荷有所回升,不均匀程度进一步降低,最小垫片应力的变化同步于螺栓载荷的变化。研究指出,多段温度连续加热中,最后阶段升温时间的长短是决定整个法兰系统密封性能的关键。     

法兰连接中螺栓预紧力及垫片密封性的研究

对压力管道法兰连接中螺栓的受力、预紧力的计算方法进行了分析,研究了垫片的密封性能,包括基本密封特性、压力-回弹特性、垫片的厚度和宽度效应.得出了法兰连接时,连接点的泄漏与螺栓预紧力、密封面状态、使用工况、垫片等有关的结论.     

加氢裂化装置高压大直径非标法兰设计总结

结合全球单套规模最大的蜡油加氢裂化装置,选取温度和压力组合最为苛刻(压力等级为CL2500、直径DN600)的高压大直径非标法兰为例,采用华特斯(Waters)法,从计算法兰设计压力、确定垫片参数、计算垫片荷载、确定螺栓参数、计算螺栓荷载、确定法兰参数、计算并校核应力和法兰刚度等方面阐述非标法兰的设计过程。分析了法兰环厚度δ_f、颈部高度h和颈部大端厚度δ_1这3个参数对最大轴向应力σ_H、最大径向应力σ_R和最大环向应力σ_T的影响关系。可通过调整δ_f,h和δ_1的数值,使σ_H,σ_R和σ_T这3项应力均满足设计要求。     

浮头式换热器管板法兰系统的分析计算

本文介绍了浮头式换热器管板、法兰、螺栓、垫片及封头、筒体、管子的固定管板部份的应力应变分析,并导出一套新的计算方法。此法能确定管板法兰部份的密封性能,并能校核管板、法兰及螺栓的强度。     

螺栓拧紧方法及预紧力控制

螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,因此高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。1 螺…     

U型管式换热器管板法兰系统的分析计算

本文介绍一种将U型管式换热器的管板、法兰、螺栓、垫片及封头、筒体、管子作为一个整体系统,进行应力应变分析和计算的方法。应用本文所介绍的方法能够确定管板法兰部分的密封性能,并能校核管板、法兰及螺栓的强度。     

法兰-螺栓-垫片系统高温热紧流程优化

采用柔性石墨金属缠绕垫片的法兰结构在升温过程中密封性能会下降甚至出现泄漏,采用恰当的热紧操作能显著弥补垫片应力的损失。采用有限元数值模拟方法,对DN200mm法兰系统高温热紧时不同热紧流程下垫片应力的变化进行了分析,建立了热分析模型及结构分析模型,并对热-结构耦合场分析进行了计算。模拟结果表明,高温下采用柔性石墨缠绕垫片的法兰结构热紧力数值选择为初始预紧载荷的1.25倍,且每次热紧操作选择两轮顺次紧固螺栓的方法,能够满足在达到足量且均匀垫片应力的同时,使得密封性能也得以提高。     

基于紧密度要求的法兰螺栓载荷计算

传统的法兰设计依据强度失效判据 ,不能定量估计法兰接头的紧密性。采用密封设计准则 ,通过试验确定了金属缠绕式垫片的垫片系数 ,在此基础上 ,按照PVRC新方法对法兰螺栓载荷进行了计算。     

基于有限元的法兰接头强度特性分析

法兰连接具有较高的强度和密封性,被广泛地用于石油化工设备和管道中。依据有限元原理,建立了由法兰、垫片和螺栓组成的连接有限元模型,并在有限元软件中对法兰的应力、应变进行了分析,研究了螺栓预紧力、介质压力对法兰应力、应变和密封性能的影响。分析结果表明,螺栓的预紧力越大,法兰的Von Mises应力、接触应力和变形量就越大;当螺栓预紧力大于140 kN时,法兰盘的螺栓孔附近发生塑性变形;预紧状态下的法兰面接触应力大于工作中的接触应力;介质压力越大,法兰的Von Mises应力值越大,法兰面上的接触应力越小。     

双楔角环垫法兰接头密封性能研究

螺栓法兰接头的泄漏直接影响工业生产安全及环保达标,其密封性能的提高和研究具有重要意义。针对双楔角环垫法兰接头,利用有限元分析软件ABAQUS分别进行了预紧、操作工况下的密封性能分析。研究结果表明,在螺栓预紧力、内压及端部载荷的作用下,垫片在操作工况的接触应力整体略高于在预紧工况的,主法兰最大应力出现在凸出端,从法兰最大应力出现在与垫片配合使用的台阶处,法兰最大位移及转角均发生在操作工况下,各部件均满足强度及刚度要求且垫片最小接触应力满足密封所需的要求。     

垫片高温密封失效原因分析

在热力系统中,管道、阀门等总是在高温、高压状态下运行,一般采用法兰连接,垫片是其中重要的密封元件,其密封性能直接关系到系统的严密性。一旦系统严密性被破坏而发生泄漏,就必将造成严重的后果。1垫片高温性能及泄漏原因分析垫片在高温状态下的性能可由压缩回弹性能、蠕变性能、密封性能来表示,分别详述如下。1.1压缩回弹性能及其泄漏法兰连接的密封主要是通过垫片变形、增加流体泄漏阻力实现的。在预紧过程中,垫片良好的压缩性能是保证其表面与法兰面形成初始密封的基本条件。在运行工况下,受介质压力、温度的影响,螺栓会伸长,法兰会变形…     

由“垫片选取对法兰厚度和螺栓截面积的影响”引出的分析

在化工生产行业中，垫片的不当选取不仅会造成法兰连接处的泄漏，同样会对配套法兰和螺栓的经济成本造成影响；在工程计算实例中，同一种工况一般有若干种垫片可供选择：首先要根据介质特性、压力、温度等工况进行合理的初选；再按所选垫片的结构尺寸、垫片系数、比压力进行实际计算；最终通过分析比较筛选优质垫片，以避免因为垫片材质的过度选择而造成与其配套的紧固件尺寸不合理所引起的成本增加。     

HU871熔体热媒热交换器封头法兰密封的失效分析及处理

在对HU871熔体热媒热交换器封头法兰密封失效原因进行理论分析的基础上，提出了解决该问题的方法：将原来的石棉封头法兰密封垫片改为基本型金属柔性石墨缠绕垫片。在一定法兰连接螺栓预紧力作用下，法兰密封泄漏明显减少，从而解决了热交换器封头法兰密封失效的问题。     

设备法兰用焊接密封垫片设计

目前国内外缺少大直径、高压力设备法兰用焊接密封垫片规格参考标准,国内相关标准中也没有金属垫片应力校核的方法和要求.通过分析预紧状态下焊接密封垫片受力,总结出了垫片应力校核方法.通过核算DIN 2695—2019《Diaphragm-weld Packings and Weld Ring Seals for Flange...     

螺栓法兰连接系统泄漏率计算

依据垫片中气体介质的泄漏模型和大量实验,建立了泄漏率与垫片残余压紧应力、介质压力、粘度及垫片宽度之间的关系,采用图算法可方便地对螺栓法兰垫片连接的泄漏率进行预测和控制分析     

法兰、螺栓连接系统的三维有限元分析

法兰、螺栓、垫片及盲板组成的系统是压力容器设计中的重要内容,同时也是设计及使用过程中容易出现问题的部位。详细计算该系统应力分布是提高法兰、螺栓连接设计水平的关键所在。该文应用三维有限元技术,考虑了大量的接触面和螺栓预紧单元,准确计算出一套法兰连接的应力分布,并与国标中的法兰计算公式所得到的结果相比较,对法兰连接的设计有现实的指导意义。