大直径高压设备法兰优化设计

随着设备的大型化和特殊化,在设计中常会遇到一些大直径高压设备法兰超出现有标准使用范围的情况。以某海上平台项目中的过滤分离器为例,分析了八角垫在高压设备中的使用优点,计算确定了垫片中心圆直径和螺栓配置方法。通过分析法兰环厚度和锥颈大端厚度对法兰3项应力的影响规律,推荐了法兰结构尺寸调整方法。采用增大法兰锥颈大端厚度、适当减小法兰环厚度方法优化后的法兰结构更加合理,密封性能可靠,并可节省材料。     

受压管道法兰热瞬态密封分析

介质压力和温度的波动是导致螺栓法兰密封失效的主要原因之一。本文视法兰、螺栓和垫片为一整体,根据某在役管道法兰工作温度和压力的组合工况,计算和分析了其连接结构的瞬态温度变化,以及法兰变形、垫片应力、螺栓应力和垫片压缩回弹量的瞬时变化。计算结果揭示了在温度和压力波动下螺栓法兰连接的密封特性。     

锥颈及法兰环尺寸对法兰应力的影响

在法兰设计中 ,锥颈及法兰环尺寸对法兰 3项主要应力σＨ (轴向应力 )、σＲ (径向应力 )、σＴ(环向应力 )的影响关系较为复杂。了解并掌握它们之间的关系能够充分地发掘法兰的强度 ,节省材料 ,合理地进行法兰的设计。1 锥颈及法兰环尺寸与法兰 3项应力的关系图 1表示了锥颈尺寸 (δ1、ｈ)对法兰 3项应力的影响关系 :增加锥颈尺寸对降低σＨ 有明显的作用 ,对σＴ 影响较小 ,而σＲ 则起相反的作用。图 2表示了法兰环厚度 (δｆ)对法兰 3项应力的影响关系 :增加法兰环厚度 ,对降低σＲ 有明显的作用 ,对σＨ 影响较小 ,而对σＴ 影响更小 ,…     

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。     

Waters法兰设计方法分析与建议

Waters法是目前国际上最为流行的法兰设计方法。长期工程应用经验表明,该方法是成熟可靠的,一般情况下,用该方法设计的非标法兰,无需对螺栓安装载荷做特别规定。但对于一些密封要求很高的设备,如高压临氢环境,为满足密封性要求,有时需要增大螺栓预紧载荷。为了保证操作的安全性,工程界迫切的需要一种确定法兰最大螺栓安装载荷的方法。在国外资料基础上提出了一种综合考虑螺栓屈服强度、垫片应力及法兰偏转角等的更为合理的法兰最大螺栓安装载荷的确定方法。     

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。     

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.     

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。     

螺栓法兰联接的有限元数值计算

采用有限元分析方法,应用ANSYS软件分析容器法兰联接的强度,建立计算模型,施加边界条件并进行求解,得到螺栓联接结构的应力分布情况。该模型充分考虑了螺栓联接结构的应力集中,垫片材料的非线性性质和各元件间的接触关系的影响。分析结果显示,预紧和内压工况时,螺栓法兰连接件整体和各元件应力分布趋势基本一致,螺栓受到轴向的拉应力,螺母与法兰环接触受到压紧应力,产生应力集中,法兰环有从内向外张开的趋势。     

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。     

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。     

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。     

法兰计算方法和垫片性能参数

法兰接头的泄漏是承压设备的主要失效模式之一,如何控制法兰连接的泄漏率在允许范围内是工程界广泛关注和重视的问题。文章介绍了非标法兰连接的计算方法和发展动态,对比分析了不同计算方法在工程应用中的特点和需注意的问题,指出保证法兰接头密封设计的关键在于垫片性能参数与泄漏率和垫片应力的内在关系。     

换热器管板两侧成对法兰的两种计算法的对比研究

对于管板两侧成对法兰的计算,各国规范要求以两侧之间较大的螺栓载荷进行计算,部分设计者忽略两侧法兰的螺栓载荷应相同的原则,而采用两侧之间较大的设计压力进行法兰计算.针对换热器常用的压力容器法兰,详细分析了管板两侧成对法兰分别采用最大设计压力法和最大螺栓载荷法计算时螺栓设计载荷和法兰设计力矩的情况,发现最大设计压力法存在可...     

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。     

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。     

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。     

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。     

高压容器设计的几个问题及解决

介绍了开孔补强计算时接管实际外伸长度如何正确取值,非标法兰的正确设计,高压螺栓计算时如何正确计算实际螺栓面积,碳钢、低合金钢厚钢板许用应力跳档的问题。设计者应当正确的理解标准,正确的运用SW6软件进行计算和设计。     

法兰计算程序的编制说明

本文介绍了非标准窄面法兰计算程序的编制过程。该程序的使用范围为:D_g<3000mm,p<100kgf/cm~2。程序的功能包括:螺栓的强度校核和设计、垫片宽度校核、法兰强度校核、法兰厚度设计。