基于有限元分析的螺栓法兰接头紧固方法研究

石化装置的设备泄漏问题一直是困扰炼化企业的难题,设备一旦泄漏,可能会发生火灾爆炸,人员中毒窒息,轻则影响装置连续生产,重则造成严重的经济损失甚至人员伤亡。尤其是近年来在原油劣质化和装置大型化、高参数化的背景下,设备泄漏问题更加突出。在对设备泄漏进行分析后发现,有一大部分泄漏的原因是螺栓法兰接头的泄漏,主要原因包括设计不合理、紧固安装质量不当等原因。螺栓法兰接头的紧固安装虽然有一些技术规范指导应用,但是该类规范与国内当前管理现状的适用性则值得进一步研究。利用有限元分析可以模拟紧固安装过程,获得大量数据,分析研究不同紧固安装方式的适用性,避免因紧固安装质量不当导致的螺栓法兰接头泄漏事故。     

螺栓法兰连接设计方法对比分析及国内研究现状综述

螺栓法兰连接接头是工业设备和管道中最常用的静密封连接方式,因为其结构简单和拆装检修方便的特点,在炼化、制药、食品等众多行业中得到了广泛的应用.简要介绍了螺栓法兰连接系统设计方法的发展历程,重点对比分析了3种主要螺栓法兰设计方法——Waters法、PVRC法以及EN13445-3附录G方法(EN1591法)的异同.ASME规范Ⅷ-1篇附录2给出了法兰强度的校核方法,但不能保证法兰连接密封的泄漏率;EN13445-3附录G方法不仅给出了螺栓法兰强度计算方法,还考虑了螺栓法兰连接的紧密性.近年来我国的专家学者在垫片泄漏计算模型、垫片性能参数及测试方法研究、螺栓载荷计算等方面取得了众多成果,也是探讨的重点内容.最后对基于控制泄漏率的螺栓法兰连接设计方法研究工作的重点方向进行了展望.     

催化裂化装置烟机入口管道法兰泄漏原因分析

对催化裂化装置烟气入口管道高温法兰密封的失效从理论上进行了计算分析,找出导致法兰连接失效的主要原因,提出选择合理的密封垫片、螺栓安装拉伸垫圈及优化螺栓材质等措施,有效预防烟机入口管道法兰密封的泄漏,确保装置"安、稳、长、满、优"的运行。     

延迟焦化装置间歇系统法兰密封泄漏原因分析及对策

针对焦化装置焦炭塔系统静密封法兰失效泄漏情况,从设备工况、螺栓预紧力、垫片选用、法兰密封面形式等方面进行泄漏原因分析,研究结果表明焦炭塔系统由于操作特点,静密封点经历周期性温度变化,螺栓蠕变松弛造成密封比压下降,载荷不足发生泄漏。针对温度变化对密封性能的影响制定有效措施解决。     

临氢系统环槽面法兰密封的质量控制

针对长岭分公司油品质量升级改扩建项目临氢系统环槽面法兰接头在安装及运行过程中存在的泄漏问题，从环槽面法兰及垫圈的制造、安装等方面进行分析和总结，并对环槽型密封面的安装质量提出了管理办法。     

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.     

定力矩紧固配合双金属自密封波齿垫片在催化装置中的应用

重油催化装置高温油浆系统和3.5MPa蒸汽系统管道、设备法兰在生产运行过程中由于生产调整或系统波动易出现反复泄漏情况。多次紧固可能造成法兰垫片失效及螺栓损坏,出现密封失效,密封失效后泄漏会逐步扩大,给安全生产带来隐患。本文以2013年大检修为背景,对重油催化装置对日常生产过程中出现泄漏的法兰在回装过程中采用定力矩紧固配合使用双金属自密封波齿垫片进行了分析研究,并取得了较好效果。     

基于Ansys有限元分析的结构仿真技术探讨

管道法兰密封系统在实际工程中会随着各种随机参量的变化而发生变化,复杂的受载情况会增加密封泄漏概率的风险性。内压与温度载荷是造成法兰泄漏失效的主要原因,压力管道的内压、重力、安装误差等在管道受力情况下产生附加的轴向力和弯矩也会增加二次泄漏的概率。在管道法兰的设计中,很容易遗漏附加载荷对管道泄漏的影响,造成重大事故。通过建立模型,模拟仿真负载的工况,借助有限元分析对管道法兰的结构开展研究。     

高温法兰密封接头的可靠性分析

长期工作在高温下的螺栓法兰接头，由于密封垫片和螺栓的蠕变松弛，使得垫片上的残余应力逐渐减小，法兰接头的密封可靠性逐渐降低，并最终导致泄漏失效。在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上，对法兰连接系统进行变形协调分析，建立了高温下法兰接头的变形协调方程，进而导出了泄漏率的极限方程；通过与法兰强度、螺栓强度的极限方程相结合，得出了利用Monte Carlo法计算高温螺栓法兰接头可靠度的方法，并给出了计算实例。     

开工初期静密封泄漏的防治

石油化工厂开工初期,静密封泄漏严重是普遍存在的问题。我厂开工初期静密封泄漏中,绝大多数是阀门大盖和法兰泄漏(占被调查泄漏点的87％),而这两处泄漏点在接合面处都加有密封垫。下面仅就垫密封谈谈其泄漏原因及防治措施。     

压缩机管道法兰泄漏的有限元分析

往复压缩机管道法兰泄漏分析,是压缩机管道分析中的一个挑战性问题。使用ANSYS有限元程序进行管道法兰泄漏分析的一般过程,包括使用法兰螺栓预紧力单元和法兰面接触单元,并研究了法兰螺栓预紧力大小对法兰泄漏和法兰应力的影响,为进行压缩机管道法兰泄漏分析提供了技术参考。     

一种危化品容器管道快速联接装置的设计与应用

白酒或其他危化品的输送管道、阀门等发生泄漏或因生产需要对管道进行直联或跨接时,不可采取直接焊接操作以防止发生爆炸。针对上述情况,分析与探讨了一种危化品容器管道快速联接装置,该装置主要包括标准法兰一、标准法兰二、中间联接管道等部分。该装置可以解决危化品输送管道、阀门等的泄露、直联或跨接等难题;同时,该装置还可应用于危化品管道的对接、变径、管口增设等施工作业领域。     

立式斜流泵和轴流泵无泄漏密封结构

轴流泵和斜流泵尤其是大型泵,其现有技术中密封结构是频繁检修的部位,严重影响了整泵的寿命和运行稳定性。一种由静密封和动密封装置组成的新型密封结构,解决了原有密封结构的弊端和不足,不会存在泄漏问题,且使用寿命长。     

外弯矩和蠕变对螺栓法兰连接紧密性的影响

螺栓法兰连接是石油化工机械设备等工业装置中最重要的静密封连接形式之一,其失效的主要原因是泄漏.在考虑垫片的非线性和连接结构部件(法兰、螺栓和垫片)蠕变的基础上,采用ABAQUS软件对承受外弯矩作用的螺栓法兰连接结构进行了三维数值模拟,研究了外弯矩和蠕变对连接结构紧密性的影响.研究结果表明,外弯矩使连接结构垫片应力分布不均匀,蠕变进一步加剧了应力分布的不均匀性并使垫片应力减小;受拉侧垫片应力减小导致了连接结构的泄漏.     

沧州炼化11个智力团队专攻设备“顽疾”

正【本刊讯】河北省沧州炼化今年从专业管理角度入手,强化专业研究。组建的11个智力团队在重点攻关课题上已经初见成效,提高机械密封寿命、降低泄漏消除异味便是其中之一。"气分装置关键位置的10台液态烃泵密封故障率高,多次发生液化气泄漏,直接威胁到人身、设备以及生产运行安全,从单端面密封改为双端面干气密封后运行平稳,消除了液态烃泵机械密封运行中的安全隐患,     

矿用液压支架千斤顶泄漏原因与排除对策分析

从液压支架千斤顶密封结构与机械制造技术两方面,分析了液压支架千斤顶使用过程中存在内泄漏与外泄漏的原因,提出了相应的密封解决方案.液压支架千斤顶的内泄漏主要发生在活塞密封方面,可采用更换活塞密封圈,包括更换全套活塞密封、导向环和O型圈等方法解决;外泄漏主要发生在导向法兰静密封、活塞杆封和缸筒焊接处,可采用更换密封圈和对焊缝进行焊接处理等方法解决.     

炼油装置法兰密封的选用及探讨

通过对炼油装置法兰密封的影响因素、垫片特性及实例分析，说明要合理解决法兰密封的泄漏问题，必须应根据工艺条件的不同合理选用密封件，并对安装工艺提出了自己的看法。     

规范带压密封管理 充分发挥技术效能

不停车带压密封技术是一种实用性强、先进的设备维修技术。石油、石化、化工等流程企业在生产装置运行中的设备、管道、阀门、法兰等部位发生泄漏时,不得不停车处理,否则会带来安全隐患,酿成事故,造成财产损失甚至人身伤亡。不停车带压密封技术可以在不停车、不动火、不影响装置正常运转的情况下,不破坏原密封结构,带温、带压、安全可靠地消除泄漏。《承压设备带压密封操作规范》等三项国家标准的实施,将会进一步提升不停车带压密封技术的整体水平,起到规范市场,实现安全操作的作用。     

氨水泵密封装置的改造

针对一台氨水泵在采用填料密封时泄漏严重的问题,对其密封装置进行了改造。将填料密封改为机械密封,并采用填充聚四氟乙烯静环代替石墨静环,解决了氨水泵的泄漏问题,延长了泵的使用寿命。     

结束国内进口洗浆机依靠进口密封带配件历史的新型密封结构

密封是机械设计中经常遇到的问题，通常密封可分为动密封和静密封两大类。如平常遇到的管道法兰及容器法兰间的垫密封属静密封，旋转轴与填料间的密封则属动密封。一般的密封问题从有关设计资料中就能得到解决，而一些特殊情况下的密封问题，则只能进行针对性设计。下面介绍一种新型的密封结构——密封带。