液压拉伸法紧固法兰螺栓的载荷损失研究

法兰连接系统被广泛应用于航天、石油、化工等相关领域，法兰发生泄漏会造成严重的危害，故法兰螺栓的紧固工作显得尤为重要。工程中常用液压拉伸法来紧固管法兰螺栓，鲜有学者对液压拉伸紧固法兰螺栓的螺栓载荷损失情况展开研究。在研究螺栓载荷损失情况时，首先进行螺栓材料的力学性能测试试验来测试螺栓材料的弹性模量、屈服强度等力学性能参数，为拉伸紧固试验提供理论计算；然后按照ASME PCC-1中对螺栓分步拉伸紧固的方法，采用3种不同的拉伸应力且每种拉伸应力下均运用四步加压法对其进行紧固；最后根据螺栓剩余载荷和拉伸力的关系可以得出螺栓载荷损失的情况。结果表明，35CrMo的M27螺栓的温度越高，其弹性模量和屈服强度越低；拉伸紧固螺栓时，螺栓所受拉伸载荷越大，则螺栓载荷的损失率也越大。     

摩擦型高强度螺栓连接在岸边集装箱起重机钢结构中的应用

在岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）的钢结构中,门腿与槛梁、门腿与肩梁、塔架与肩梁之间主要为法兰式,采用摩擦型高强度螺栓连接,这种连接方式已在岸桥的钢结构中普遍使用。采用高强度螺栓紧固使法兰之间夹紧,利用法兰接触面之间的摩擦力传递外荷载。     

铸铁法兰断裂的焊接修复

大庆石化总厂石蜡加氢装置检修时,某电泵嘴法兰(材质为灰口铸铁)因紧固螺栓时不慎,造成边缘断裂,断裂面穿过两个螺栓孔,见图1。为不影响检修进度,我们决定就地进行焊接修复。     

法兰安装新技术助力核电汽轮机缸体紧固改造

随着现代工业的快速发展,法兰在各类管道的连接中越来越广泛。不仅石化企业普遍应用,而且电力等企业也司空见惯。紧固法兰的技术也是"八仙过海"各显其能。然而,经过各方试验论证,最为著名的当属凯特克无反作用力臂法兰紧固安装新技术。现以大亚湾核电主蒸汽法兰及高压缸法兰螺栓紧固改造项目为例作一介绍。     

AP1000蒸汽发生器人孔法兰螺栓预紧力校核

根据在施工现场采用螺栓拉伸机不能松动由扭矩扳手紧固的AP1000蒸汽发生器(SG)人孔法兰螺栓现象,简要分析了蒸汽发生器在生产和安装期间选用的扭矩控制法、伸长量控制法等预紧方法。对螺栓在紧固、松动后的扭矩-预紧力、伸长量-预紧力分别进行了校核计算,得出了用螺栓拉伸机松动比用扭矩扳手紧固产生的预紧力小是造成施工现场不能用螺栓拉伸机松动由扭矩扳手紧固的人孔法兰螺栓现象的根本原因。最后建议,无论采用扭矩控制法还是伸长量控制法,应在保证SG人孔法兰密封性的前提下,通过校核螺栓预紧力,使扭矩控制法和伸长量控制法产生的螺栓预紧力相互匹配,以确保无论采用哪一种螺栓紧固方法都能满足螺栓的拆装需要。     

二氧化碳汽提塔螺纹法兰用透镜垫泄漏原因分析

透镜垫比压力不足是产生泄漏的根本原因。精确计算了法兰螺栓的紧固力矩,并针对传统紧固方式存在的问题将螺栓改进为液压拉伸型。     

法兰螺栓紧固力超声测量研究

针对法兰螺栓安装过程中紧固力难以测量和控制的问题,建立法兰螺栓超声测量模型并设计了法兰螺栓紧固力超声测试系统。系统首先基于FPGA和以太网技术设计了周期脉冲激励、数据采集、高速通讯传输、信号处理模块实现超声信号的发射和接收,并采用阈值法和极值法相结合来提高对超声渡越时间的测量精度,然后根据法兰螺栓超声测量模型计算得出螺栓紧固力大小。螺栓标定实验表明：法兰超声模型可靠,且标定系数的重复准确度达±2.4%;超声法—应变片法对比试验表明：所设计的测试系统能够实现螺栓紧固力的测量,与应变片法的相对误差不超过5%。     

汽轮机进气法兰联接螺栓紧固力矩分析与计算

通过对兰州石化某装置汽轮机进汽管线连接法兰的金属密封垫片紧固力进行分析,校核出该汽轮机进汽管线法兰连接金属密封垫片实现可靠的密封所必需的预加紧固力,依据力矩和螺栓预紧力之间的关系,实现通过力矩来控制进汽法兰连接的预加紧固力,来确保进汽法兰连接的稳定性、密封的可靠性。     

汽轮机调速汽门螺栓断裂分析

在火电厂中，螺栓作为紧固件广泛应用于管道的法兰、阀门和汽轮机的汽缸结合面等各种需要紧固连接的部件上。螺栓要求具有良好的抗氧化性、耐热性和抗松弛性，低的缺口敏感性和热脆性，且在常温下有较高的强度、塑性和韧性。     

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.     

发电厂大型磨煤机现场热处理工艺

广西来宾B电厂2#机组的B#磨煤机为卧式球煤机，由法国阿尔斯通公司设计生产，于1998年安装投产运行。2001年下半年，该磨煤机的运行震动突然增大，年底停产检修后发现，用于磨煤机壳体中间法兰连接的80个φ36mm螺栓已有数个断裂，另有部分螺栓由于长时间承受震动超载载荷作用也即将失效。在经过认真的研究分析及查阅该磨煤机制造、安装等技术资料后，有关专家认为中间法兰连接焊缝存在的巨大的焊接残余应力是造成磨煤机螺栓断裂的主要原因。因此，我们决定在现场对磨煤机法兰焊缝进行去应力退火，以消除焊接残余应力。     

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。     

任意端面螺栓的转矩系数理论计算

螺栓连接是工程建设中常用的连接方式,工业现场常采用紧固力矩值控制螺栓预紧力的方式以保证其可靠性。转矩系数是螺栓紧固力矩与预紧力之间的比例系数,对确定合适的紧固力矩范围至关重要。目前关于转矩系数的研究主要集中在圆环端面螺栓,对其他端面螺栓的研究较少。根据螺栓紧固受力分析,构建了螺栓预紧的力学模型,以极坐标描述螺栓端面内外轮廓的方式,推导出了任意端面螺栓转矩系数的精确计算公式。通过搭建简易转矩系数测量系统,对圆环端面、六角端面、T型端面螺栓进行实验验证。实验结果与理论计算一致,证明了转矩系数理论计算公式的准确性。     

采煤机行走箱与牵引部的连接分析

为保障采煤机的连续可靠运行,研究了采煤机行走箱的紧固与拆卸问题,分析了采煤机行走箱和牵引部所用的传统螺栓连接方式存在的不足,提出了一种全新的"Z"字型螺栓紧固方式.该种连接方式,不仅可有效保障预紧力,而且所用螺栓数量更少,更易维护,更利于采煤机行走箱的紧固与拆卸.     

液压油缸密封圈的改进

我厂高压聚乙烯装置是由德国伍德公司(UHDE)引进的,随设备带有一台液压紧固扳手,是用来拆装高压、超高压法兰螺栓及高压容器封头的专用工具。其工作原理是,利用0.7MPa压缩空气推动气动油泵,产生高压油,用高压油推动油缸将螺栓在弹性范围内拉伸,接着关闭油路,使液压油压力固定在所要求的某一数值,通过拨孔5把螺栓拧紧(螺母和法兰面接触即可)。卸去油压,法兰便因拉伸的螺栓回缩而被拧紧了。卸拆也是如此。如     

具有非线性垫片的螺栓法兰连接的理论计算与实验研究

按现行规范设计的螺栓法兰连接不能保证有效的密封,本文基于A.I.Soler等人对螺栓法兰连接的分析,对一具有非线性垫片的螺栓法兰连接进行理论计算与实验。该计算从螺栓——法兰——垫片系统出发,考虑垫片的物理非线性以及螺栓的拉伸和弯曲,分别模拟了系统在预紧和操作阶段的螺栓应力、法兰应力和垫片应力。此外,对一实际的法兰连接进行了实验研究,试验结果与计算结果吻合较好。     

基于有限元的LNG管道法兰连接紧密性分析

螺栓法兰连接是一种管道连接形式,其密封性能是工程中关注的重要问题,而垫片密封是螺栓法兰连接中被广泛应用的密封形式。综合考虑螺栓预紧力、管道压力、温度、管道结构及低温下材料力学性能,建立管道、法兰、垫片、螺栓系统的热-结构耦合有限元模型,分析螺栓法兰连接在安装工况、压力工况、低温压力工况下垫片接触应力分布规律、螺栓拉应力及管道位移变形。结果表明:低温压力工况下,垫片接触应力周向分布不均匀,管道结构对螺栓法兰连接密封性能有较大影响。     

低温法兰接头热-结构耦合分析

螺栓法兰连接被大量应用于LNG低温加气站管线系统中,因LNG具有易燃易爆特性,法兰连接的结构完整性和紧密性需要重点关注。文中研究了法兰、垫片材料的低温属性;结合加气站具体工况,对法兰接头进行了稳态传热分析;综合考虑螺栓预紧力、内压、温度场及材料低温性能,建立法兰连接热-结构耦合有限元模型,对两种不同密封面形式(榫槽面及凹凸面)法兰的密封性能进行了对比研究。分析结果表明:法兰及螺栓材料能满足结构完整性要求;凹凸面法兰垫片接触应力保持能力较好,但内圈节点应力过小,密封性能差;榫槽面法兰垫片接触应力保持能力较差,而适当提高螺栓预紧力可明显改善其密封性能。     

特殊部件的设计与数值计算

本文主要介绍了第七届国际压力容器技术会议发表的有关特殊部件的设计与数值计算的论文。其中包括：承受纵向弯矩的螺栓法兰连接；锥面无垫法兰的密封特性；塑料螺栓法兰连接的设计方法；瓣片焊接碟形和半球形压力容器端盖的外压失稳；平衡波纹管安全释放阀的性能；ＡＳＭＥ规范中安全阀的规则；受压设备安全阀装配的合理性。     

紧固件断裂的原因及失效分析

机械零件在设计联接中有很多的方法。这些联接技术包括焊接，铆钉和紧固联接。目前，人们使用最普遍的联接技术是螺栓与螺母联接。对于螺栓和螺母联接，有一些基本设计准则和技术要求。首先，螺纹紧固件联接的特点是可以从组合件上随意拆卸，这样比永久紧固的方法(如焊接或铆钉)在使用上更便利，而且在零件组装时可以根据装配的需要随时进行调整。