大型法兰对接螺栓预紧力加载过程分析及处理措施.pdf

《大型法兰对接螺栓预紧力加载过程分析及处理措施.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第9期l12MachineryDesign&Manufacture2011年9月文章编号：1001—3997(2011)O9一Oll2一O3大型法兰对接螺栓预紧力加载过程分析及处理措施赵学孕欢张文彬(兰州理工大学机电工程学院，兰州730050)Analysisandtreatmentmeasuresforpre-tighteningforceloadingprocessoflargeflangebuttjointboltZHAOXue，LIHuan，ZHANGWen—bin(SchoolofComputerandCommun

2、ication，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)、!’●⋯一⋯^Ⅲ^’㈨一^中图分类号：TH16，TQ05l3文献标识码：A全一致等因素，使预紧力离散度大，均匀预紧过程的工艺要求不1引言能可靠保证。因此控制精度较低，对对接法兰密封效果有较大影在化工、炼油领域，压力容器是其主要设备之一压力容器响，直接影响着设备长期、可靠、稳定运行131。在实践中，对仅采用的法兰接口是吞吐物料的必经通道，是对接其他设施的接口．．压力矩扳手加载对接的压力容器，进行打压实验失败，发生密封泄力容器

3、对接接口密封的严密性足每个法兰接口郜必须长期保证露的情况，经观察发现大部分是密封垫局部发生了变形，产生翘的。法兰端面密封槽与垫片之间的压紧过程、最终压紧程受及圆曲，密封垫未能均匀镶嵌于密封槽所致。所以，用扭矩法对八角垫周压紧的均匀程度对密封性均产生直接影响～影响密封效果的一或椭圆垫密封的法兰预紧，由扭矩扳手的读数值来判断螺栓的受个重要因素，即螺栓的预紧力的加载过程及预紧力的最终大小：力情况是达不到工艺要求的对预紧螺栓的实际拉力进行直接测法兰预紧螺栓联系着垫片和法兰对八角垫片或椭圆垫片的法兰量，指导整个螺栓预紧过程是非常必要的，因此，开发设

4、计法兰对密封场合，在工艺上，对法兰预紧螺栓的普遍要求是圆周逐步加接过程的各螺栓预紧力监视器具有实际意义。载，使密封垫逐步均匀嵌入法兰密封槽，保证密封垫不发生局部变形；最终各螺栓的预紧力达到规定值。而对于这种螺栓的拧紧2大型压力容器及法兰的对接原理工艺，目前采用的工艺是用力矩扳手来实现加载，由力矩扳手所在容器、管件和阀门的连接中，法兰是一种主要的可拆连接显示的扭矩值间接换算为对应螺栓的预紧力这种扭矩法可以达的结构，法兰密封包括螺栓、螺母、垫片及其与之连接的壳体(容器到控制目标直观，测量容易，操作过程简单，控制程序简单，但是简体、封头或管道)

5、，形成“法兰螺栓垫片连接系统”。对于高温高压未能考虑各元件间的摩擦阻力作用及螺栓组件中摩擦阻力不完系统，物料的密封垫多为：八方形或椭圆形截面的圆环合金结构。★来稿日期：2010—11一l0第9期赵学等：大型法兰对接螺栓预紧力加载过程分析及处理措施——对于这种密封垫的加载，一般是在圆周均匀逐步加压，使密封垫逐影响。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不是主要的，只有步均匀嵌入法兰的密封槽中，最终达到与密封槽结构吻合，从而达和温度联合作用时，问题才显得严重。到良好密封。接管法兰的密封结构，如图1所示。3．6八角垫或椭圆垫预紧过程的影响八角垫或椭

6、圆垫预紧过程的影响主要指螺栓预紧中，法兰圆周是否均匀受压，迫使八角垫或椭圆垫及最终的螺栓压紧力达到设计要求。八角垫密封结构及受力示意图，如图2、图3所示。r彳；77r1图1法兰密封结构3影响密封的因素图2八角垫密封结构图3八角垫受力示意图3．1螺栓预紧力螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素，预紧力必须使垫4螺栓预紧力与垫片压紧力的关系分析片压紧，并实现初始密封条件。预紧力是通过法兰压紧面传递给综合分析，各种外界条件的联合作用对密封的影响是不能垫片的。所以要达到良好的密封，预紧力必须均匀的作用于垫片，轻视的。而影响密封效果的一个重要因素，即螺

7、栓的预紧力。而在因此，当密封所需的预紧力一定时，采取减小螺栓直径，增加螺栓现实的生产制造中，化工设备大多都是大型的压力容器接管，一个数的措施，对密封是有利的。般直径都是很大的，因而分布在法兰面上的螺栓个数也比较多，而对于这种多螺栓的拧紧，目前通常是通过力矩扳手来实现的。3_2垫片性能此种方法可以达到控制目标直观，测量容易，操作过程简单，控制垫片是密封结构的重要元件。垫片变形能1力和回一弹能力是程序简单，但是未能充分利用材料的潜能，受摩擦系数影响，扭矩形成密封的必要条件。垫片的变形包括弹性变形和塑性变形两部系数变化大，使预紧力离散度大，因此

8、控制精度较低。如果螺栓的分，只是弹性变形具有回弹能力，回弹能力大，适应操作压力和温预紧力不能均匀的作用于垫片，导致密封中产生泄漏，只能进行度的波动也大，密封性能就较好。而垫片的变形和回弹，与螺