考虑垫片非线性特性的平焊法兰接头实验研究

本文是在[1]、[2]两文建立的法兰模型和理论分析基础上所做的第一部分实验研究的总结。这部分工作的重点在于验证理论模型在强度分析方面的正确性。对螺栓和法兰应力的理论计算结果和实验结果的比较分析表明,二者有良好的符合性,证明考虑垫片非线性特性的法兰分析理论在平焊法兰接头强度分析方面是基本正确的。     

钢管平法兰接头的摆辗成型

一、摆辗法兰管接头的模具结构法兰管接头是管道的连接件,要求具有一定强度、韧性和气密性。尤其在各种高压管路中,对法兰接头的要求更为严格。目前法兰管接头均采用铸造、锻造或液态模锻等方法成型。用铸造方法生产的法兰盘一般存在缩松、缩孔等各种铸造缺陷,制件满足不了使用要求。用锻造方法加工的法兰盘可消除上述铸造缺陷,但要求有制坯工序,从而提高了制件成本。液态模锻集铸-锻为一体,简化了生产周期,提高了产品质量。若法兰的尺寸和比压值     

考虑垫片非线性时法兰接头性能的三维有限元模拟--法兰接头的应力强度和泄漏过程分析

本文对法兰接头系统建立了有限元模型。利用ANSYS有限元程序 ,详细分析了法兰接头连接系统的强度和紧密性 ,同时分析了接头的泄漏过程。     

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。     

制氢转化炉管与法兰异种焊接接头的失效分析

应用光学显微镜、扫描电镜等手段,对奥氏体焊条焊接HK—40炉管和1Cr5Mo法兰的异种焊接接头在长期高温服役期间开裂泄漏的失效原因进行了分析,结果表明在长期高温服役中碳扩散迁移,在熔合区邻近1Cr5Mo钢母材侧形成脱碳层;其基体因贫碳软化,强度降低,加上1Cr5Mo钢和奥氏体焊缝金属的线膨胀系数有较大差异.高温下变形不协调,熔合区存在应力集中,导致在脱碳层这个薄弱部位萌生裂纹并沿其扩展,穿透内外壁,造成泄漏。     

螺栓法兰接头瞬态温度三维有限元分析

建立了螺栓法兰联接的三维力学及传热学模型,在考虑垫片非线性和接触问题的基础上,研究了法兰的瞬态温度场分布以及温度场的变化对垫片和螺栓载荷的影响。研究表明由于瞬态温度场的影响,螺栓载荷变化滞后于垫片载荷的变化并且滞后程度随着内壁温度的升高而增加;垫片外侧载荷呈先升后降的规律。     

多道间断焊T型接头的数值模拟

不停输带压开孔操作的关键在于在线焊接 ,由于作业时不停止介质的传输 ,管道设备内部介质的压力、温度等特性会影响操作的安全性。在有内部介质流动的设备上进行在线焊接 ,局部高温是引起烧穿的主要原因 ,本文将间断焊技术引入在线焊接 ,对其温度场和应力场进行了数值模拟 ,结果表明 ,采用间断焊可以有效降低焊接时的温度 ,而且残余应力数值与连续焊相当。     

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。     

16Mn锻件法兰拼焊缺陷的分析与预防

总结了焊条电弧焊拼焊锻件法兰焊缝的工艺,分析了锻件法兰拼焊缺陷产生的原因,介绍锻件法兰拼焊坡口型式、焊接方法的选择以及工艺处理方法,从而保证锻件法兰拼焊的焊缝质量,使焊件达到设计、制造要求。     

阀体与承插焊法兰焊接处泄漏的分析

介绍了阀体与承插焊法兰连接处的裂纹断口微观形貌和腐蚀产物及焊缝金相组织。分析了阀体与承插焊法兰连接焊缝未焊透和阀门在振动工况下导致焊缝疲劳开裂等失效原因并提出了解决措施。     

法兰的质量状况

钢制管法兰(简称“法兰”)是化工、炼油、轻工、电力、冶金等系统设备及管道上必不可少的零部件,对防止流体跑、冒、滴、漏,确保安全生产起着重要作用。法兰又是一种结构简单、易于加工的通用机械产品,随着国民经济的发展,对法兰的需求量不断增加。因而有些集体企业、乡镇企业,甚至个体企业都进行     

承受外弯矩作用的法兰接头有限元分析

采用有限元法模拟了垫片的非线性特性，研究了外弯矩对于垫片应力分布、螺栓载荷及法兰转角的影响；有限元计算结果与PVRC实验数据做了比较，结果表明，有限元计算具有较高的可靠性，基于垫片应力，提出了外弯矩与接头紧密度之间的关系。     

锻焊联合结构的法兰轴

文中给出一种采用棒材端部镦粗再施焊环形板材组成法兰轴的结构,较之整体锻造法兰轴可明显降低制造成本,尤其适合可锻性并不理想的钢材。当法兰直径D和轴径d之比D/d>3时,制造成本可降低约40%。     

基于非线性有限元的螺栓法兰接头应力分析

考虑法兰接头各元件之间的相互作用以及垫片材料的非线性,建立了管法兰接头的三维有限元模型,研究了螺栓预紧载荷、介质内压和法兰尺寸对法兰的偏转角度及垫片接触应力的影响。结果表明:螺栓预紧载荷及介质内压的增加均会造成法兰偏转角的增大,从而引起垫片接触应力沿径向方向分布的不均匀程度变大;法兰直径越大,其垫片应力在径向上分布越不均匀;对较小直径的法兰,轴向螺栓力随介质内压的增加而增大,对大直径的法兰,轴向螺栓力随内压增加而减小。     

无垫片焊唇密封法兰螺栓载荷的分析与计算

分析了无垫片焊唇密封元件---焊环在承受介质压力载荷时的受力及径向位移状况;指出现行设计规定的螺栓载荷不能约束焊环的径向位移,焊环与法兰的连接焊缝承受了焊环的径向拉力;提出了由螺栓载荷平衡焊环与法兰之间静摩擦力和介质的压力载荷;并给出了螺栓载荷的计算方法。此外,还分析了高温下焊环与法兰存在热膨胀差时,焊环的受力及径向位移状况,提出了采用热当量压力计算螺栓载荷的方法。     

40Cr钢法兰焊接接头断裂原因分析

通过宏观观察、金相分析和化学成分分析等方法,对40Cr钢法兰焊接接头的断裂原因进行了分析。结果表明,40Cr钢法兰焊接接头存在根部裂纹、焊趾裂纹、未熔合和未焊透等焊接缺陷,在应力的作用下,根部裂纹发生扩展,造成接头在使用过程中发生断裂。焊接工艺及操作不当导致法兰焊接接头产生根部裂纹,是其发生早期断裂的主要原因,并对焊接工艺提出了改进建议。     

在稳态温度场中法兰接头的三维有限元分析

利用3-D有限元法模拟了法兰接头的稳态温度场分布,结果表明计算值与实测数据吻合较好。此外,模拟了操作条件下,垫片因蠕变引起减薄的垫片应力分布,并利用垫片应力与紧密性参数之间的关系,评价了垫片应力对法兰接头密封性能的影响。     

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。     

法兰和焊连接的金属旋塞阀

法兰和焊连接的金属旋塞阀ＡＰＩ５９９（第四版）１９９４．１１买方须知１．如买方要求不同于本标准的旋塞阀．则不同的要求应在定单上说明。２．如无例外地按本标准制造，则定单上只需注明参照ＡＰＩ５９９标准并指明下列条款：ａ．阀门尺寸（见１．１．１节）；ｂ．磅...     

基于金属与金属接触型螺栓法兰接头的垫片应力分析

建立了三维参数化弹塑性有限元模型,对DN600 CLASS300金属与金属接触型(MMC)螺栓法兰接头进行了结构以及热-结构耦合分析,研究了预紧力、内压、温度、螺栓和法兰蠕变对垫片应力的影响。结果表明,当法兰密封面与垫片外环接触后,垫片平均应力基本不变,内压对垫片应力影响较小,垫片应力随温度升高而减小,螺栓和法兰蠕变过程中,垫片应力先增大后减小。