高温螺栓法兰连接研究进展

工作在高温下的螺栓法兰连接系统,由于温度对材料变形和老化的作用,其密封要比常温下困难得多,因而温度成了影响法兰连接系统设计、使用和维护过程中不可忽视的一项重要因素。本文介绍了高温法兰连接系统的国内外研究状况,包括试验装置与测试方法、垫片高温性能研究、法兰及法兰—螺栓连接系统的分析。     

高温螺栓法兰连接的紧密性评价方法

提出了高温螺栓法兰连接的紧密性概念;试验研究了柔性石墨填充缠绕式垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片和金属包覆垫片的压缩回弹性能、蠕变性能和基本密封性能;通过试验数据的回归分析得到了垫片高温性能表达式;将试验得到的垫片变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接中进行系统分析,建立了紧密性评价方法。该方法不仅可对在役螺栓法兰连接的泄漏状况作出评价,而且为密封连接的设计、新型垫片的开发以及垫片性能的评价提供了借鉴。     

螺栓连接法兰设计

介绍了螺栓连接法兰设计的过程、优化设计方法。并以案例的形式说明了调整法兰尺寸对法兰三项应力的影响。     

高温螺栓-法兰连接用弹性垫圈刚度设计

采用有限元法对弹性垫圈轴向载荷下的变形规律进行了研究，并以此为依据．提出了利用变形协调分析对高温螺栓-法兰连接中弹性垫圈刚度进行设计计算的方法。     

高温环境下螺栓连接性能的试验研究

螺栓失效是导致工程机械故障的主要因素.高温环境下的螺栓连接十分重要,因此必须考虑使用寿命进行特殊的设计.基于此,分析材料高温变化对螺栓连接性能的影响,并通过螺母、螺纹孔以及夹持件的蠕变和表面屈服试验得出结论,以指导实际生产和设计选型.     

螺栓法兰连接的可视化设计

应用Visual Basic编程语言和Microsoft Access数据库管理系统实现了螺栓法兰连接的可视化设计。应用该软件可使传统的规范设计程序化和智能化,有效地提高了螺栓法兰连接设计的效率和质量。     

螺栓法兰连接系统应力强度的研究

螺栓、法兰、垫片连接系统中各元件的应力大小和分布情况,是影响连接系统密封性能的主要因素。将非金属垫片的非线性性能及螺栓、法兰、垫片之间的变形协调关系考虑进去,建立了整个螺栓、法兰、垫片连接系统的有限元模型;研究在螺栓的预紧应力和连接系统的内压载荷作用下,螺栓、法兰、垫片的应力大小和分布情况,为定量研究接头的泄漏奠定基础。     

外弯矩下螺栓法兰连接紧密性研究

为准确分析螺栓法兰连接系统的紧密性,利用当量内压法﹑当量轴向力法和变形协调方程,研究外弯矩作用下螺栓法兰连接中的垫片压紧应力。分析结果表明:若利用当量内压法来计算,外弯矩等同于内压,相当于增大了系统的内压,但并不能体现出外弯矩作用下垫片应力在螺栓法兰连接系统分布的不均匀性;而利用当量轴向力法来计算,可以体现出整个系统在承受外弯矩作用导致的垫片应力沿管道圆周方向按余弦分布的不均匀性,并且垫片受拉侧和受压侧的压紧应力相差增大,其中受拉侧垫片应力减小,受压侧垫片应力增大,因此螺栓法兰连接的紧密性需重点考虑受拉侧的垫片应力。     

反应堆压力容器螺栓法兰连接设计与改进

反应堆压力容器（RPV）螺栓法兰连接设计应避免螺栓卡涩并减少螺纹损伤,在RPV主螺栓安装及运行过程中一旦发生主螺栓或螺孔螺纹损伤事故,势必会影响核电站安装或换料的正常进行,增加维修成本,进而影响整个核电站的经济效益。以M310堆型RPV为例,对主螺栓与法兰螺孔的设计进行分析和讨论,并结合核电厂安装及运行中出现的典型螺纹损伤案例,对螺纹损伤原因进行分析,最后对螺栓法兰设计提出改进建议,以减少RPV主螺栓和螺孔螺纹损伤事故,降低螺纹损伤的风险。     

法兰螺栓连接系统的分析探讨

化工容器、管理阀门及以流体、气体作为运动介质的机械设备中,法兰螺栓连接是一种主要的可拆性连接,使用极为广泛,其连接方式如图1。关于法兰的研究、计算与试验,国内外做过很多工作,作为规范的有ASME、B. S. 1500-1515、DIN等计算方法,结合某个特定法兰试验作不同的计算与讨论的文章,数量就更多。     

螺栓法兰连接系统的可靠性设计

总结了近年来螺栓法兰连接系统的理论分析和试验研究成果,避开了原有垫片系数“m、y”值,提出了可靠的设计方法,使其与工程实际更为接近。     

螺栓法兰连接系统的分析设计

前言螺栓法兰连接在工业上是应用非常广泛的一种连接形式。我国和许多国家法兰设计方法基本上是采用美国ASME锅炉和压力容器设计规范的设计方法。该种设计方法有长期的使用经验,能够满足一般使用要求,但基本上还是经验设计,不能反映法兰连接的真实性能。     

非金属垫片螺栓法兰连接寿命评价

分析非金属垫片密封的时效特性,考虑高温条件下材料退化和垫片载荷松弛过程对密封性能的影响,依据多孔介质理论,建立非金属垫片密封的时效泄漏模型.将螺栓法兰连接系统寿命划分为密封寿命和部件寿命.提出密封寿命试验方法,在考虑垫片泄漏特性变化的基础上,基于指标泄漏率分析螺栓法兰连接系统密封寿命;基于蠕变和疲劳损伤准则分析高温螺栓的剩余寿命,探讨螺栓法兰连接系统的密封寿命和各部件寿命之间的关系.建立螺栓法兰连接系统的寿命预测最弱环模型,将垫片的变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接系统中进行研究,提出基于指标泄漏率和结构完整性的螺栓法兰连接系统寿命评价方法.     

压力容器螺栓法兰连接规范设计新方法

本文全面介绍了国际上螺栓法兰连接规范设计方面的进展以及ASME压力容器规范对此进行修订的情况。     

连接法兰的螺栓端部力方程

一、引言在石油、化工、反应堆工程中应用的压力容器,其封头和容器的连接广泛采用封头法兰—螺栓、螺帽、垫片—密封垫圈—容器法兰的结构型式(以下称连接系统)。螺栓在这种结构中的作用是将封头和容器连接成整体,对密封垫圈施加密封载荷,保证容器的密封性,以实现可拆的密封连接结构。螺栓在连接系统中受到拉伸、弯曲、扭转等多种载荷,其中螺栓的弯曲是螺栓静强度、疲劳,断裂分析中必须考虑的载荷。在实际工程中,通常比较容易由理论分析或试验测量得     

机械螺栓法兰连接的有限元力学模型比较研究

机械螺栓-法兰连接结构中存在着复杂的接触、摩擦和预紧等非线性因素.螺栓-法兰连接结构的有限元力学模型应当充分包含这些因素.首先介绍了连接结构接触分析的有限元法理论,然后比较研究了二维轴对称力学模型和三维实体模型在螺栓一法兰连接结构建模中的差剐,之后研究了温度载荷法、过盈配合法和等效外载法等三种不同的螺栓预紧力建模方法.计算结果表明:二维模型在处理螺栓-_法兰连接结构上计算耗费小,但计算精度较三维模型差别较大,结果粗糙;三种预紧力模拟方法都能模拟螺栓预紧载荷,但在适用范围、等效方法和计算精度等方面有区别.     

超声波监控法兰连接中螺栓的预紧力研究

本文在对超声波测厚计测量螺栓栽荷的基础试验工作中,通过对试件螺栓的标定试验求取螺栓系数K,进而在模拟管法兰连接的试验装置上对螺栓的实际预紧载荷进行测量和调整试验,同时与应变计复测的结果作了比较。结果表明,经过改设声速微调器的超声波测厚计和探头耦合器用于监控法兰连接螺栓的预紧载荷能满足工程要求,螺栓载荷的平均值偏差为2%。用于调整残余螺栓力时,螺栓裁荷与平均值的偏差在士10～15%范围内。     

垫片螺栓法兰连接系统的载荷与变形分析

分别在预紧和操作情况下 ,应用弹性理论对螺栓法兰系统进行了较为详细的载荷 变形分析 ,同时提出了将方程组的求解转化为优化问题 ,应用遗传算法结合牛顿迭代法来求解相关的非线性方程组。算例表明 ,考虑法兰旋转时更能反映螺栓法兰系统的真实受力情况。