压力容器密封结构紧固件预紧载荷和摩擦力矩确定方法的研究

发布时间：2021-08-09 05:05

　　在压力容器中,为了保证密封结构紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封载荷。但是,过大或过小的预紧载荷都会对密封产生不利影响。尤其是随着生产规模的扩大和生产设备的大型化,设备中有许多密封结构,比如石油炼制加氢工艺的生产过程中使用的换热器,由于其大都是使用了复杂的高压螺纹环密封结构,造成了制造装配的困难,而且很容易发生物料的外漏或管板间两种介质的泄漏。本研究采用有限元数值模拟方法,计算分析M12标准粗牙螺纹螺栓连接在不同总轴向力作用下的内力、应力和变形规律,根据螺纹表面接触压力在弹性和塑性变形阶段的数学模型,得到螺纹间摩擦力矩的计算公式。对常温下不锈钢和填充柔性石墨制成的波齿复合垫片的压缩—回弹性能进行试验研究,结果作为有限元计算分析的材料数据。通过对带有螺纹锁紧环作为紧固件的密封结构进行有限元分析,得到接头各元件柔度,并建立其载荷—变形曲线,从而提出确定合适的紧固件预紧载荷的方法。对带有螺纹锁紧环作为紧固件的密封结构进行了稳态温度场有限元分析计算和在预紧、内压、不同温差、不同温度组合成的若干工况下的热弹性变形计算。着重分析了温差应力对垫片压紧力以及密封结构紧密性的影响,... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：125 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

221螺纹连接简图

元数值模拟方法，考虑螺栓材料的弹塑性性质，计算预紧载荷的作用下的轴向力、接触压力和变形规律。条件下螺栓总轴向拉力在各圈啮合螺纹上的分布以况，从而确定较合适的数学模型，得到关于接触压力算公式，分析将螺纹的外径与内径的平均值‘替代真所产生的误差，最终能够建立螺纹间摩擦力矩的计算结构与模型连接结构中螺栓螺纹段的受力情况，选取图3.1螺栓

第四章垫片试验研究与有限元分析验算a)、77.415KN(200人护a)和96.769KN(250人护a)，共7种。加压数值后进行卸载，至载荷趋于0值时试验自动停止。每个最条件下，进行2个试样的试验，以便进行数据对比，故最终试样如表4.1所示。验结果及分析试验数据得到的载荷一变形曲线，见图4

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺栓联接法兰瞬态温度场分析[J]. 周先军,仇性启,张兵,陈国明.  压力容器. 2007(07)
[2]高温螺栓法兰连接的紧密性评价方法[J]. 顾伯勤,陈晔.  润滑与密封. 2006(06)
[3]法兰密封中螺栓与螺栓孔的传热学模型建立[J]. 张兵,汪清,仇性启,于志英,岳吉祥.  机械工程师. 2006(04)
[4]欧盟法规及其对法兰接头标准的影响[J]. 蔡仁良.  化工设备与管道. 2005(04)
[5]EN1591法兰计算标准简介（二）[J]. 蔡仁良.  压力容器. 2003(11)
[6]EN1591法兰计算标准简介（一）[J]. 蔡仁良.  压力容器. 2003(10)
[7]国外压力容器及管道法兰设计技术研究进展[J]. 蔡仁良.  石油化工设备. 2003(01)
[8]压力容器及管道法兰新的计算方法[J]. 蔡仁良,张娅莉.  化工设备与管道. 2002(05)
[9]欧洲螺栓法兰设计和垫片标准的新动向[J]. 蔡仁良.  化工设备与管道. 2002(01)
[10]垫片高温性能及其表示方法[J]. 张增禧,王曙,顾伯勤,程梅.  化工设备与管道. 2001(04)



本文编号：3331425