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。     

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。     

垫片高温密封失效原因分析

在热力系统中,管道、阀门等总是在高温、高压状态下运行,一般采用法兰连接,垫片是其中重要的密封元件,其密封性能直接关系到系统的严密性。一旦系统严密性被破坏而发生泄漏,就必将造成严重的后果。1垫片高温性能及泄漏原因分析垫片在高温状态下的性能可由压缩回弹性能、蠕变性能、密封性能来表示,分别详述如下。1.1压缩回弹性能及其泄漏法兰连接的密封主要是通过垫片变形、增加流体泄漏阻力实现的。在预紧过程中,垫片良好的压缩性能是保证其表面与法兰面形成初始密封的基本条件。在运行工况下,受介质压力、温度的影响,螺栓会伸长,法兰会变形…     

2019年第1期导读

<正>本期论文广场栏目中,螺栓连接的高温工况容器液压试验压力探讨一文,提出对于具有法兰、螺栓连接结构的高温工况压力容器,应当以壳体材料的温度修正系数确定容器的液压试验压力,同时校核液压试验条件下螺栓的拉应力,该拉应力应不大于螺栓材料的最大允许应力。海上平台主发电机冷却系统的改造设计、除氧器液包开口强度计算方法研究、模块化设计及其在板式     

螺栓连接的高温工况容器液压试验压力探讨

液压试验是压力容器制造完成后的最后试验,其目的是通过对容器进行短时超压试验,全面综合考核容器的整体强度。但是,对于具有法兰、螺栓连接结构的高温工况压力容器,当设计温度下螺栓材料的温度修正系数小于壳体材料的温度修正系数时,液压试验压力受到螺栓材料的温度修正系数控制,试验压力将小于容器壳体本身要求的压力,这就达不到液压试验的目的。所以,对于具有法兰、螺栓连接结构的高温工况压力容器,应当以壳体材料的温度修正系数确定容器的液压试验压力,同时校核液压试验条件下螺栓的拉应力,该拉应力应不大于螺栓材料的最大允许应力。     

石化装置法兰安全密封技术探讨

法兰密封是石化装置中最常见的可拆卸连接形式,由于法兰在高温高压、易燃易爆、腐蚀性、剧毒介质工况下运行,容易出现各种问题,甚至发生法兰螺栓接头泄漏。文章阐述了法兰密封的机理,分析了法兰泄漏的原因,提出了控制措施。     

低压法兰带压密封堵漏技术

低压密封技术主要用于介质压力低于 3 92ＭＰａ(40ｋｇ/ｃｍ2 ) ,温度低于 2 80℃的系统中 ,此界限是从实践中得到的。经验证明 ,如果把低压密封技术应用于高压密封上 ,将得不到良好的密封效果 ,同样 ,如果把高压密封技术用于低压上 ,也不能良好的填充法兰间隙及螺栓间隙。总之 ,不同的压力及温度等级 ,应当选用与之相适应的不同堵漏方法 ,否则将不会取得良好的密封堵漏效果。以下将分别介绍各种低压法兰泄漏的密封堵漏方法。1　初步调查和现场准备首先要确认泄漏组件螺栓的材质和尺寸。同时还要了解系统的介质、压力、温度等情况。其次 ,…     

高压法兰螺栓紧固力矩计算

法兰螺栓连接是石油化工中广泛使用的连接形式之一,为了避免法兰在操作状态下发生泄漏,法兰螺栓连接需要施加适合的预紧力,而预紧力的施加是通过一定的紧固力矩来实现的,法兰螺栓紧固力矩的大小是法兰螺栓连接中一个非常重要的参数。通过对空冷器进出口法兰受力进行分析,计算出了进出口法兰每个螺栓所需的紧固力矩,为生产实际提供了一种法兰螺栓紧固力矩计算方法。     

螺栓法兰连接系统泄漏率计算

依据垫片中气体介质的泄漏模型和大量实验,建立了泄漏率与垫片残余压紧应力、介质压力、粘度及垫片宽度之间的关系,采用图算法可方便地对螺栓法兰垫片连接的泄漏率进行预测和控制分析     

螺栓拧紧方法及预紧力控制

螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,因此高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。1 螺…     

基于紧密性分析的法兰优化设计

在满足强度要求的前提下 ,为了减轻法兰质量 ,降低设备成本 ,在考虑了系统紧密性的基础上 ,探讨了法兰优化设计方法。优化设计中 ,以法兰质量为目标函数 ,以连接系统的最大允许泄漏率和法兰强度为约束条件 ,推导出了相应的数学表达式。设计示例中 ,采用网格法对法兰进行优化设计 ,结果表明 ,所求得的法兰的理论质量比据SH340 6— 96查得的法兰的近似质量减轻了 2 8%。基于紧密性分析的法兰优化设计 ,既可满足法兰的强度要求 ,又能使连接系统的泄漏率小于规定的指标 ,使得设计的法兰安全、经济     

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     

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。     

不锈钢柔性石墨缠绕垫片的高温性能研究

在垫片高温性能试验装置上,进行了不锈钢柔性石墨缠绕垫片压缩回弹性能、蠕变性能和密封性能的试验研究,得到了表征垫片压缩回弹特性、蠕变性能和密封性能的曲线及拟合计算公式。试验研究结果表明,不锈钢柔性石墨缠绕垫片的压缩量随试验温度和垫片压紧应力的增大而增大,垫片回弹性能随温度增高而下降;垫片在压紧应力下,常温亦有蠕变,蠕变量随温度的升高而增大;垫片具有较好的密封性能,常温下的泄漏率大多为10-4数量级,温度低于500℃时为10-3数量级;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,压紧应力越大,泄漏率越小;与温度成指数关系,随温度升高泄漏率增大。     

三角形排列折边式蜂窝夹套结构强度影响因素分析

蜂窝夹套是一种新型夹套,传热效果较为显著.利用有限元软件ANSYS中的参数化建模功能,建立了不同结构尺寸(蜂窝轴向间距、蜂窝圆孔直径、蜂窝厚度、蜂窝高度以及蜂窝拐角半径等)的多组三角形排列折边式蜂窝夹套结构模型,对结构应力影响因素进行分析.采用正交试验进行设计,使用极差和方差分析方法,分析不同结构尺寸参数对蜂窝夹套应力...     

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。     

Triboelectric processing of sealing materials for fixed joints in pipelines

Triboelectric phenomena have been used to process sealing materials for fixed demountable joints in pipelines (threaded, flanged, and so on) in order to improve the sealing.     

垫片接触应力测试研究

提出了一种垫片接触应力测试方法，并对实际的螺栓法兰连接垫片的接触应力进行了测试，结果表明其与理论计算结果吻合较好     

钻具螺纹接头螺纹牙载荷计算方法的探讨

钻具螺纹接头各圈螺纹牙承受的载荷分布是不均匀的，这对螺纹接头的疲劳强度影响很大。用有限元分析方法虽能精确地计算许多条件下螺纹牙的受力状况，但要系统分析各种因素对螺纹牙承受载荷的影响就不太方便。鉴于此，用数学分析方法得到了在预紧扭矩和外加轴向载行作用时钻具螺纹接头的变形协调方程，并求出其近似解，即螺纹各圈间载荷分布函数，据此讨论了影响各圈螺纹牙载荷分布的因素。分析认为，减小内、外螺纹接头截面积倒数之和，或增大螺纹牙啮合时的变形柔度，可使各圈螺纹牙载荷分布趋于均匀。