高温蠕变对金属与金属接触型螺栓法兰接头密封性能影响

发布时间：2017-12-08 16:29

  本文关键词：高温蠕变对金属与金属接触型螺栓法兰接头密封性能影响

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【摘要】：随着环境的恶化,能源的日趋紧张,节约能源、保护环境已成为共识。基于此,对石化企业大型高温法兰接头进行保温节能改造逐渐获得重视,而金属与金属接触型(MMC)法兰接头因其优良的密封性能,近年来逐渐推广到石油、化工等行业工况恶劣的场合,以代替浮动式金属缠绕垫。然而,针对金属与金属接触型螺栓法兰接头的研究较少,目前暂没有正式颁布的设计计算标准,而高温工况下的密封性能更是缺少研究。本文对高温下服役的金属与金属接触型螺栓法兰接头进行了试验研究与仿真分析,以确保其在工程上的安全应用,全文主要内容及结果如下：(1)设计制造了DN600、CLASS300金属与金属接触型螺栓法兰接头高温试验装置和测试系统,获得了接头在500。C下的温度场,预紧及高温稳态工况下法兰的偏转角,并采用压降法测得了接头在高温稳态下的泄漏率；(2)分析了保温前后法兰接头的温度场并与试验结果进行了对比,结果显示：保温操作提高了整个接头的温度,使得接头各部件温度趋于一致并接近法兰内壁温度,有限元分析结果与试验结果接近；(3)分析了预紧、加压、高温稳态工况下垫片应力及载荷分配情况,研究发现：当MMC建立后,过大的螺栓载荷并不利于密封；加压对密封性能基本无影响；保温可减小法兰接头的热应力；温度对MMC接头垫片应力影响较大,但MMC仍存在,密封可靠,与试验测得高温稳态下接头“零”泄漏相吻合；(4)对MMC法兰接头的蠕变松弛规律进行了分析,高温下随着螺栓载荷的松弛,外环作用反力逐渐减小直至MMC脱离,对法兰接头的可靠性造成威胁,建议在5年服役期内进行一次热紧；(5)考虑蠕变的条件下,基于强度和最大垫片应力,推荐螺栓初始安装应力取材料在室温下屈服强度的30%-40%。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH136

【参考文献】

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本文编号：1267067