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平焊法蘭研究?jì)热菁胺椒?/h1>

作者:鑫茂管件 發(fā)布時(shí)間:2017-07-23
內容摘要:平焊法蘭連接密封系統主要由一對法蘭、一個(gè)墊片、數個(gè)螺栓螺母組成。其密封過(guò)程也是預緊、升壓、升溫、正常運行、停工和重新開(kāi)工等工況下各個(gè)元件間發(fā)生變形協(xié)調的過(guò)程。

(1)密封系統變形協(xié)調性分析

平焊法蘭連接密封系統主要由一對法蘭、一個(gè)墊片、數個(gè)螺栓螺母組成。其密封過(guò)程也是預緊、升壓、升溫、正常運行、停工和重新開(kāi)工等工況下各個(gè)元件間發(fā)生變形協(xié)調的過(guò)程。本文研究將法蘭連接系統作為一個(gè)整體,考慮到高溫高壓下法蘭上的應力、墊片應力、螺栓應力以及法蘭變形、墊片變形、螺栓變形情況,并對其進(jìn)行詳細的載荷一變形分析,建立法蘭力矩平衡方程和變形協(xié)調方程,并建立高溫蠕變法蘭變形協(xié)調方程。

(2)墊片表面殘余應力分析

在研究國標法蘭時(shí)一般強度時(shí)足夠的,但法蘭的剛度并非   大,在螺栓預緊力和介質(zhì)壓力的作用下法蘭產(chǎn)生   的翹曲變形,使得法蘭盤(pán)有所偏轉,偏轉角達到某一值時(shí)密封就會(huì )失效,而發(fā)生泄漏。本文研究的是環(huán)連接面的法蘭,墊片采用的是八角墊片,由于法蘭接頭存在結構和接觸、材料等多種非線(xiàn)性,考慮接頭各元件間的相互作用,可把國標船用法蘭連接接頭當作一個(gè)系統來(lái)分析。采用有限元ANSYS軟件分別對預緊和操作工況下法蘭的應力應變,墊片表面殘余應力分布進(jìn)行研究,對法蘭剛度和密封的關(guān)系進(jìn)行定性分析。

(3)法蘭剛度計算

設備碳鋼法蘭的高溫高壓給密封帶來(lái)了很多的技術(shù)難題。隨著(zhù)設備溫度和介質(zhì)壓力的增加,墊片上的壓緊力就會(huì )減小,那么所需螺栓力就會(huì )增大,則螺栓力對中心的彎矩增大,從而使得法蘭的剛性降低。螺栓彎矩的增大及法蘭剛度的降低都會(huì )導致法蘭發(fā)生翹曲變形和偏轉,作用在墊片表面的殘余應力在徑向會(huì )出現嚴重分布不均勻。通過(guò)對法蘭的結構簡(jiǎn)化和變形分析,得出設備法蘭的剛度計算方法,總結法蘭剛度的分布規律,從理論上揭示高溫下法蘭密封失效的機理。

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