法兰连接静密封设计专家系统研制

依据标准规范以及专业知识和专家经验建立了静密封设计专家系统。该系统具有法兰、垫片、紧固件的选用 ,螺栓法兰连接设计 ,连接系统紧密性分析 ,标准法兰、垫片数据查询 ,石化工业常用介质物性数据查询等功能。应用该软件 ,用户可方便可靠地完成连接系统中各元件的选用、设计和校核等繁杂工作 ,使传统的规范设计程序化 ,大大减少了设计工作量 ;依据专家经验选择垫片、法兰 ,使设计更加合理可靠 ;提出了紧密性设计方法 ,使定量预测和控制泄漏率成为可能     

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。     

带加热槽及双缠绕垫片的法兰设计

一台固定管板式预加热器,其管箱法兰为带加热槽、密封垫片为双缠绕垫片形式。作者针对此法兰的特殊情况探索出了一种简便易行的设计计算方法,可供同行参考。     

大尺寸非标准八角垫圈法兰有限元分析

针对设计的压力管道上使用的大尺寸非标准八角垫圈法兰,根据Waters法兰设计准则,采用有限元方法校核了法兰和螺栓的强度及垫片的密封性。结果表明,所设计的非标准法兰满足设计要求,有限元分析方法有效、可靠。     

多管程管箱法兰密封性能探讨

采用金属包垫的多管程管壳式热交换器在进行耐压试验时经常发生管箱法兰密封泄漏现象。对多管程管箱法兰的密封结构进行分析,认为造成泄漏的主要原因是分程隔板加强了管箱法兰的刚度,使得垫片在分程隔板作用范围内的接触面积增大,导致计算的预紧力无法满足实际所需的预紧力。对多管程管箱法兰的密封修正计算方法进行探讨,认为采用Water算法设计多管程管箱法兰存在局限性。为提高密封性能,在进行多管程管壳式热交换器密封设计时应优先考虑采用垫片参数较小的柔性石墨波齿复合垫片。     

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。     

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。     

国标〈钢制管法兰连接强度计算方法〉评析

对GB/T 17186-1997〈钢制管法兰连接强度计算方法〉中的法兰计算方法进行了简要评述与分析,为管道法兰密封设计及强度校核提供参考依据。 管法兰;;垫片特性参数;;强度计算     

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。     

中压管法兰用缠绕式垫片试验研究

结合法兰连接的实际,按照ASMEB16 20对缠绕式垫片压缩性能的要求,对中压管法兰用缠绕式垫片的预紧应力进行了分析。并就如何通过对垫片工艺结构的调整,使其力学性能与紧固件的要求一致,从而使法兰接头符合操作时的密封性要求进行了试验研究。     

整体法兰拉格朗日乘子法优化设计

根据GB150—1998钢制压力容器中整体法兰中的应力校核原则,采用优化设计方法中拉格朗日乘子法,进行最小质量的优化计算。将法兰有效厚度δf作为随机变量,轴向应力、径向应力、环向应力和组合应力校核作为约束条件,法兰质量作为目标函数,在满足所要求的可靠度基础上优化法兰尺寸,从而减轻法兰质量,目的是尝试一种比常规设计更有效可行的优化设计方法,并以换热器外浮头盖法兰为优化设计实例,说明该方法切实可行。     

法兰带压堵漏夹具设计浅析

在法兰注剂式带压堵漏中,夹具的设计是堵漏技术中的难点。以GB 150—1998《钢制压力容器》壁厚计算公式为依据,综合考虑注剂螺栓孔减少夹具截面积对夹具强度的影响和夹具刚度的要求,推导出了更接近实际的夹具强度计算公式。     

55 MPa高压法兰的设计与应用

在现有高压力级别法兰标准缺少的前提下,基于现有国家高压法兰标准而设计更高压力级非标法兰的基本思路,介绍了焊接接管、法兰、螺钉、O形密封圈等增强优化的关键点、基本计算方法和强度校核的主要方向。该法兰成功应用于钢管水压试验机55 MPa（8 000 psi）级高压水路上,其密封性好,安全可靠,拆装方便,维护成本低,配合相关管路附件布管灵活,改线便捷,应用效果良好。     

关于Waters法设计法兰方法的考证

Waters法是国际较为通行的法兰设计方法,国家标准GB150中也采用此法。但此方法作了一定的简化假设,导致计算结果与实际存在误差。文章采用有限元计算对该法进行了考证。通过实例计算,对Waters法和有限元法的计算结果进行了比较。结果表明:按Waters法考虑的载荷计算,锥颈变形要比按实际载荷计算的变形小一半,应力小1/3。     

浮头法兰的合理设计

浮头式换热器的浮头法兰是一种特殊法兰 ,不能采取一般法兰的“分工况独立计算法兰厚度 ,尔后取其大值”的方法进行设计。同时 ,浮头法兰设计中涉及一重要参数Lr,能否适当地确定Lr,是浮头法兰设计成败的关键。文中介绍了该种法兰的合理设计原理及方法 ,并附以实例。实例表明 ,用这种方法设计的浮头法兰厚度仅约为用SW6 (经校正 ,使之全面满足强度要求 )软件计算厚度的 1 / 2 ,体现出合理设计的价值     

国内创新水下球型法兰设计研究

以水下球型法兰国产化作为出发点,对水下产品中风险和技术难点相对集中的球型法兰进行研究。从水下球型法兰的特点进行介绍,对比国内外球型法兰的发展情况,通过国内知名海洋石油水下法兰供应商对球型法兰的研发,结合东海某项目水下用球型法兰的设计关键参数、制造及后续整体试验验证,得到其在国内海油水下项目适用性评估的结论,为以后类似水深和工况的国产化球型法兰的应用提供参考。     

热采井口装置全尺寸热-流-固强度计算及安全评定

采用数值模拟的方法,对KR14-337型热采井口装置进行全尺寸热-流-固强度计算,分析其流场、温度场以及应力场。基于弹性分析评价准则,对其主要的承压部件(上法兰、阀体、油管头四通、小四通、螺栓)进行了安全评定。结果表明:该热采井口装置中压力波动并不大,可以看作为均匀内压。阀体和小四通位置存在较大的温度梯度,强度校核时必须考虑不均匀温度场所产生的热应力。主要承压部件中,上法兰和螺栓处的安全裕量较小,在以后的在役检测评价过程中应给予特别关注,以保证设备长周期安全稳定运行。     

固定管板式换热器管板（不兼做法兰）的设计实践

针对工程实例,对采用SW6-1998 V3.0程序(基于(GB151-1999)计算方法与TEMA标准的计 算方法所得结果进行比较分析,总结出管壳式换热器不兼做法兰管板的设计经验。     

基于紧密性的法兰模糊可靠性优化设计方法

提出了螺栓法兰连接模糊可靠性的概念,基于垫片时效泄漏模型和模糊随机概率理论,推导了螺栓法兰连接模糊随机可靠性的计算公式。为减轻法兰质量,降低设备成本,根据设计参数定义了密封可靠性的灵敏度优化参数,同时考虑螺栓法兰连接的紧密性、法兰强度和刚度,研究了法兰模糊可靠性优化设计方法。根据提出的优化设计方法,以某管法兰为例进行了模糊可靠性优化设计,设计得到的法兰既可满足强度、刚度及可靠性的要求,又能使连接系统的泄漏率小于规定指标泄漏率,且优化后其质量减少了16%,设计的法兰安全、经济。     

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。