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…     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

法兰预紧力及拧紧力矩的计算方法探讨

法兰的预紧是确保法兰连接系统密封、防止泄漏的重要环节，而如何确定法兰拧紧力矩则是法兰预紧过程中的核心问题。文章重点介绍了法兰、垫片、螺柱连接系统控制螺柱预紧力的常用方法；为保证法兰连接系统安全可靠，提出了一套合理选择螺柱拧紧力矩的计算方法，同时指出了国内外规范在选择法兰预紧力与屈服强度比方面的主要差异，并在此基础上提出了工程上切实可靠的选择定力矩扳手控制法兰预紧密封的方法。     

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。     

“U”形管换热器中管板-法兰-垫片-螺栓连接系统的非线性有限元分析

从整体性观点出发,考虑垫片的非线性性质和应力-应变时滞效应,用大型有限元软件ANSYS建立了"U"形管换热器中等效管板和法兰垫片螺栓连接系统的非线性三维有限元模型,并且考虑垫片的非线性与时滞效应,着重分析了预紧和加压两种工况下垫片材料的时滞效应、不同的管壳程压差以及不同的螺栓预紧力和不同的螺栓尺寸等因素对法兰接头紧密性的影响.     

《压力边界法兰连接螺栓紧固程序》JIS B 2251—2008解析

简要介绍目标转矩、目标预紧力以及螺栓弹性交互作用对法兰密封的影响,阐明螺栓法兰连接的正确安装对密封的可靠性、施工效率有很大影响,然后引入日本标准JIS B 2251—2008《压力边界法兰连接螺栓紧固程序》,结合ASME PCC-1—2013和前人的研究成果,对该标准的适用范围、目标转矩的设定、注意事项、加载过程、目标预紧力获取率以及其衍生方法分别进行介绍和分析,总结出该标准具有施工效率高,螺栓载荷离散度低的特点,值得推广使用。     

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。     

非圆形平盖下透镜垫密封研究

采用有限元方法,建立了非圆形平盖下透镜垫密封结构模型,分析了预紧状态和操作状态下透镜垫应力及透镜垫密封面的应力,分析了预紧力及内压对密封性能的影响,验证了此密封结构的可靠性。指出预紧力在透镜垫密封结构中起主要作用,自紧性起次要作用。     

非石棉密封垫片泄漏率预测及缺陷分析

在管道法兰连接中,密封效果与连接结构中垫片的性能密切相关。以非石棉垫片作为研究对象,对不同规格尺寸的垫片进行了泄漏率测试,得到垫片的泄漏率L与预紧应力SG、气体介质压力p和垫片尺寸之间的关系。结果表明,在一定预紧力下,同尺寸垫片的L值随着p的提高而增大,垫片外径越大,L值越高;在相同气体介质压力作用下,同尺寸垫片的L值随SG的提高而降低。对传统泄漏率模型进行改进,改进后的模型与测试结果吻合度更高。对含有缺陷的垫片进行泄漏率测试,获得了缺陷尺寸与L值之间的定量关系。     

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。     

重整四合一炉集合管盲盖泄漏原因分析及对策

介绍某石化公司连续重整装置四合一加热炉的结构、特点以及运行状况,并对加热炉出口集合管盲盖法兰泄漏故障进行了分析。分析认为集合管内存在旋流,长时间对缠绕垫片内环和缠绕带进行冲刷,致使内环和密封失效;盲盖增设保温,加速了密封失效过程,且垫片运行周期较长,存在失修情况。针对此次故障采取更换垫片、拆除保温、进行风险评估、重点监护等措施。另外建议升级集合管盲盖密封结构,采用波齿复合垫或齿形复合垫,可以一定程度上抵抗这种涡旋冲刷;改进法兰形式,对盲盖结构进行改进,增加防旋流设施,对类似特殊工况的高温、高压、易燃、易爆部位的密封进行风险评估,有针对性地进行检修,避免失修。     

一种新型密封结构

介绍了盛装四氧化二氮介质的不锈钢铁路罐车人孔法兰的一种新型密封结构特点、工作原理、组合垫片设计、应注意的问题及使用效果。     

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。     

新型双金属自密封波齿复合垫片的应用

工程建设中难免出现复杂情况,装置运行中难免出现压力和温度的波动,现有的垫片的密封性能已难以满足这些要求。近期由广州市东山南方密封件公司研制开发的专利产品一双金属自密封波齿复合垫片是一种具有“压力自密封”特性的新型垫片。介绍了该垫片在金陵公司的几个装置上的成功应用实例,表明该垫片为解决目前石化装置的泄漏难题提供了很好的方法。