金属与金属接触式垫片法兰接头预紧方法的研究

发布时间：2017-08-31 13:49

  本文关键词：金属与金属接触式垫片法兰接头预紧方法的研究

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【摘要】：螺栓法兰接头是电力、核工业、石化等工厂的设备、阀门和管道中广泛使用一种可拆卸的连接形式,由于其泄漏引起的承压设备的失效会引发严重的事故,而对法兰的安装过程缺乏有效的管理是法兰在使用过程中发生泄漏的重要原因。 本文主要针对MMC型式的螺栓垫片法兰接头的预紧方法进行研究,结合ASME PCC-1提出的传统拧紧方法以及替代方法3#,参考日本JIS B2251的加载方法,以PN5.0的DN300法兰为例,提出两种更加优化的预紧方法。第一种方法是前两轮分别对4根对角螺栓进行70%和110%目标预紧力的拧紧,再进行3轮100%目标预紧力的对全部螺栓顺次拧紧；第二种方法是第一轮对4根对角螺栓进行70%目标预紧力的加载,再进行3轮100%目标预紧力的对全部螺栓顺次加载。 本文采用有限元方法对ASME PCC-1传统预紧方法,ASME PCC-1替代方法3#,以及本文提出的两种创建的优化方法的四种方法进行模拟计算,对比分析了每种方法的螺栓力的分布情况。分析结果表明,即使采用较少轮次的预紧也能使螺栓力均匀分布,且达到目标预紧力。 本文还对法兰预紧过程中的螺栓力进行了全程监测实验。实验结果表明,本文的预紧优化方法能使螺栓力达到目标预紧力,同时载荷分布均匀,可以提供给石化等工厂实际应用参考。
【关键词】：螺栓法兰接头 垫片 MMC 预紧顺序 螺栓力
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-29
• 1.1 课题背景与研究意义9-10
• 1.2 法兰连接系统介绍10-12
• 1.2.1 法兰连接系统的发展10
• 1.2.2 法兰的类型和特点10-12
• 1.2.3 螺栓法兰接头的密封过程12
• 1.3 金属与金属接触式垫片法兰接头的密封原理12-16
• 1.3.1 金属与金属接触式垫片的结构14-15
• 1.3.2 金属与金属接触式垫片的性能和密封原理15-16
• 1.4 MMC垫片法兰拧紧方式研究16-23
• 1.4.1 螺栓的预紧方法选择16-18
• 1.4.2 弹性交互作用介绍18-19
• 1.4.3 几种拧紧方法的介绍19-23
• 1.5 国内外相关研究的现状23-26
• 1.6 法兰连接预紧方面存在的问题26
• 1.7 本文的主要研究内容26-29
• 1.7.1 优化方法的思路27-29
• 第二章 MMC垫片法兰拧紧方法的有限元模型的建立29-39
• 2.1 法兰接头结构中的接触问题分析29-31
• 2.2 法兰有限元模型的建立31-39
• 2.2.1 单元的选择31-33
• 2.2.2 模型建立33-34
• 2.2.3 垫片压缩回弹曲线的测定34-36
• 2.2.4 材料性能的定义以及网格的划分36-39
• 第三章 MMC垫片法兰拧紧顺序的有限元分析39-50
• 3.1 预紧方法的有限元分析39-47
• 3.1.1 ASMEPCC-1传统拧紧方法的FE计算结果39-41
• 3.1.2 ASME PCC-1替代方法3#的FE计算结果41-43
• 3.1.3 优化拧紧方法(一)方法的FE计算结果43-45
• 3.1.4 优化拧紧方法(二)方法的FE计算结果45-47
• 3.2 有限元计算结果的垫片分析47-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 MMC垫片拧紧顺序法兰实验50-65
• 4.1 实验装置简介50-57
• 4.1.1 实验装置的搭建50-54
• 4.1.2 贴有应变片螺栓的标定实验54-57
• 4.2 MMC垫片的法兰拧紧顺序实验结果57-59
• 4.3 实验结果与FE计算结果对比59-61
• 4.4 人工扭矩扳手的力矩测量61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：765971