發(fā)布時間：2020-12-06 00:58

　　螺栓法蘭連接系統(tǒng)廣泛應用于石油化工設備,起密封連接作用,是管道系統(tǒng)完整性與密封性的薄弱環(huán)節(jié)。目前國內外主要對帶金屬石墨纏繞墊片的法蘭系統(tǒng)進行研究分析,而對金屬齒形墊片法蘭的研究較少,因此金屬齒形墊片法蘭的合理設計對石化各類裝置的安全運行具有重要意義。本文以焦化聯(lián)合裝置富氣壓縮機處的螺栓法蘭連接系統(tǒng)作為研究對象,對斷裂的金屬齒形墊片進行失效分析:由于墊片加工過程中存在應力集中現(xiàn)象,安裝過程中螺栓預緊力施加不均勻,在服役過程中由裝配應力與高溫熱應力的疊加,最終導致墊片脆性疲勞斷裂。進一步對帶金屬齒形墊片的法蘭進行有限元分析,運用ANSYS非線性有限元方法,采用三維等參元離散螺栓法蘭接頭,考慮接觸非線性,建立金屬齒形墊片法蘭的三維有限元模型。首先,對螺栓法蘭進行溫度場分析,得到法蘭的穩(wěn)態(tài)溫度場分布,法蘭溫度從內壁面到外壁面呈現(xiàn)逐漸降低的規(guī)律。其次,由操作內壓和溫度得到保證墊片全部達到初始密封條件時的最小預緊力。受到預緊載荷的影響,法蘭產(chǎn)生一定的偏轉,導致墊片應力分布不均勻,法蘭偏轉角小于ASME規(guī)定的偏轉角,法蘭強度與密封性能滿足要求;法蘭系統(tǒng)在承壓工況下的變形和應力分布規(guī)律與預緊工況下基本... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１螺栓法蘭連接??Ｆｉｇ．?１．１?Ｂｏｌｔｅｄ?ｆｌａｎｇｅｄ?ｊｏｉｎｔ??１．２螺栓法蘭接頭簡介??

??％??圖１．１螺栓法蘭連接??Ｆｉｇ．?１．１?Ｂｏｌｔｅｄ?ｆｌａｎｇｅｄ?ｊｏｉｎｔ??１．２螺栓法蘭接頭簡介??螺栓法蘭連接是石化設備中最常見的連接形式，通過螺栓法蘭連接不僅易于拆卸，??同時也易于安裝制造。一般而言，螺栓法蘭連接是由法蘭、螺栓螺母和墊片組成，通過??擰緊螺母把法蘭和墊片連接在一起，壓緊墊片使法蘭結構達到密封作用［６］。對螺栓法蘭??的分析主要是完整性和密封性分析兩個方面，但是在實際螺栓法蘭失效事故中，大多數(shù)??法蘭能夠滿足完整性要求，失效的原因往往是法蘭連接未達到密封性要求，發(fā)生了泄漏。??１—＾母，２—揉栓，３—墊片，４－法蘭》??圖１．２鰾栓法蘭連接結構形式??Ｆｉｇ．?１．２?Ｂｏｌｔｅｄ?ｆｌａｎｇｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ??

?界面泄ｓ??＾?Ｔ！??圖１．３墊片泄漏形式??Ｆｉｇ．?１．３?Ｇａｓｋｅｔ?ｌｅａｋａｇｅ?ｆｏｒｍ??１．２．４螺栓法蘭接頭評估指標??工程上有許多指標用來評估螺栓法蘭接頭的性能，其中主要指標包括螺栓載荷、法??蘭泄漏率、墊片應力、法蘭偏轉角等等。??在螺栓法蘭連接系統(tǒng)發(fā)生的安全事故中，大部分的原因是由于螺栓預緊載荷選擇不??恰當或者安裝時螺栓預緊載荷施加不均勻導致的。工程上通常用螺栓應力表示螺栓的載??荷，螺栓應力等于螺栓拉伸力與承載面積之比，承載面積是螺紋的根徑截面積或者拉伸??應力的截面積。在安裝法蘭的過程中，擰緊螺栓施加螺栓力矩，施加的螺栓力矩代表了??螺栓載荷的大小。在非標法蘭設計中，依據(jù)設計規(guī)范中給出的墊片系數(shù)ｍ和預緊比壓ｙ??計算得到的螺栓載荷來確定需要的總螺栓截面積的螺栓載荷，并取兩者計算結果的較大??值［９＿１３：｜。該螺栓載荷僅僅是用于確定需要的總螺栓面積，用于校核法蘭接頭的尺寸，但??是嚴格地說

【參考文獻】：
期刊論文
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