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.     

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…     

加氢裂化装置高压大直径非标法兰设计总结

结合全球单套规模最大的蜡油加氢裂化装置,选取温度和压力组合最为苛刻(压力等级为CL2500、直径DN600)的高压大直径非标法兰为例,采用华特斯(Waters)法,从计算法兰设计压力、确定垫片参数、计算垫片荷载、确定螺栓参数、计算螺栓荷载、确定法兰参数、计算并校核应力和法兰刚度等方面阐述非标法兰的设计过程。分析了法兰环厚度δ_f、颈部高度h和颈部大端厚度δ_1这3个参数对最大轴向应力σ_H、最大径向应力σ_R和最大环向应力σ_T的影响关系。可通过调整δ_f,h和δ_1的数值,使σ_H,σ_R和σ_T这3项应力均满足设计要求。     

静密封失效分析

对静密封失效情况进行了调查和分析，认为静密封失效主要有八个方面的因素：垫片的性能、螺栓的预紧力、法兰的刚度及其密封面、管道的支承、管道法兰的安装、工艺操作、环境因素及在线检验与维护。对这些因素逐一进行了分析，提出了预防静密封失效的措施：     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

法兰-螺栓-垫片系统高温热紧流程优化

采用柔性石墨金属缠绕垫片的法兰结构在升温过程中密封性能会下降甚至出现泄漏,采用恰当的热紧操作能显著弥补垫片应力的损失。采用有限元数值模拟方法,对DN200mm法兰系统高温热紧时不同热紧流程下垫片应力的变化进行了分析,建立了热分析模型及结构分析模型,并对热-结构耦合场分析进行了计算。模拟结果表明,高温下采用柔性石墨缠绕垫片的法兰结构热紧力数值选择为初始预紧载荷的1.25倍,且每次热紧操作选择两轮顺次紧固螺栓的方法,能够满足在达到足量且均匀垫片应力的同时,使得密封性能也得以提高。     

HU871熔体热媒热交换器封头法兰密封的失效分析及处理

在对HU871熔体热媒热交换器封头法兰密封失效原因进行理论分析的基础上，提出了解决该问题的方法：将原来的石棉封头法兰密封垫片改为基本型金属柔性石墨缠绕垫片。在一定法兰连接螺栓预紧力作用下，法兰密封泄漏明显减少，从而解决了热交换器封头法兰密封失效的问题。     

活套法兰密封性影响因素分析

分析了活套法兰连接中螺栓和垫片从预紧状态到操作状态过程中的受力与伸长量的关系,探讨了影响其预紧力的因素并和无因次量法得出的影响因素进行了比较。结果显示,螺栓的弹性刚度越大,螺栓载荷的增大越多,其密封比压也越大,也越有助于密封。给出了较合理的活套法兰连接中螺栓的星型预紧顺序,其结果可为快速校核活套法兰连接系统密封性提供参考。     

石化行业法兰紧固密封管理现状及对策分析

随着国家对环保排放的要求越来越高,石化行业越来越重视螺栓连接法兰接头的密封管理。文章通过对目前石化行业法兰密封管理现状的评估,结合对ASME PCC-1的研究分析以及对近几年石化企业法兰紧固成功案例的总结,指出从垫片的选用、螺栓紧固目标扭矩的计算以及螺栓紧固顺序等几个方面进行优化可以显著提升法兰接头的密封效果,并从检维修人员的资质培训、费用控制、泄漏在线监测等几个方面对提升石化行业法兰密封管理水平提出了建议。     

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。     

锅炉给水泵密封结构的改造

DG45.59单吸分段式多级锅炉给水泵,输送介质为脱氧水,其进口压力尸l=2MPa,出口压力P2=8MPa。其轴密封结构如图1(a)。 一、存在问题 1.泵在试车运行中,常由于密封垫片3处泄漏而被迫停车检修。 2.轴封为填料密封,填料为lO×10ram的石棉类盘根。每隔约一个月时间即出现泄漏。旧填料磨损严重,尤其近压盖端成丝粉状。 二、原因分析 1.填料箱的平面密封 泵填料箱位于高压侧,与泵体之间为平面密封结构,属静密封。是利用螺栓预紧时产生的压紧力,通过法兰作用于垫片,使之发生弹、塑性变形,填满密封面间隙,阻止泄漏;当泵开车后,内压升高作用于法兰…     

浅析密封与螺栓紧固顺序和紧固扭矩的关系

螺栓法兰联接是一种非常广泛的可拆卸联接,法兰密封泄漏是常见的失效形式之一,导致法兰密封泄漏的主要原因是密封垫片受力不均匀和不当的螺栓预紧力。有关资料统计表明,我国80%密封结构的预紧是按经验操作的,能保证密封可靠率的只有22.3%。文章从密封原理入手分析影响密封的因素,阐明螺栓紧固顺序和紧固扭矩是法兰密封中非常重要的因素,然后从螺栓润滑,螺栓紧固顺序,螺栓紧固扭矩等方面来阐述解决法兰密封与螺栓紧固顺序和紧固扭矩的关系。     

磁记忆信号用于高压金属密封的密封性检测

为了实现金属密封圈密封状态的在线检测和早期诊断,采用金属磁记忆检测技术监测法兰螺栓所受应力。法兰受内压作用时,金属密封圈弹性变形量发生改变,从而使螺栓所受应力发生改变,因此可由螺栓所受应力判断金属密封的密封状态。磁记忆检测结果分析表明,金属密封环的密封性与螺栓应力状态相关联,可通过检测螺栓应力状态反映金属密封环的密封性;便携式磁记忆监测装置可以很好地同时监测法兰盘上多个螺栓的应力状态,进而实现对密封圈密封状态的快速在线检测。通过对磁记忆检测结果的分析,结合螺栓应力状态与金属密封性之间的关系,得到了高压金属密封密封性失效的磁记忆判定准则。