法兰联接强度和密封性能的有限元分析.pdf

《法兰联接强度和密封性能的有限元分析.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、2第01432年卷第101月0期当代陀工V0]．42．NO．i0ContemporaryChemicalIndustryOctober．20I3法兰联接强度和密封性能的有限元分析张斯亮，杨宇峰，王峰，张宇，李秉旭。，张瑞杰。(1．辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001；2中同寰球1／：程公司辽宁分公司，辽宁抚顺113006：3．中国石油抚顺石化公司石油厂，辽宁抚顺113001)摘要：针对由法兰、垫片和螺栓组成的密封联接系统，应用有限元ANSYS软件，分别建立预紧、操作况下DN200及DN450两组管道法兰数值计算模型，并得到了其模拟的应力分布。依据ANSYS计算结果，

2、按照JB4732分析设计标准对法兰及螺栓应力进行分类、强度评定；以垫片应力和法兰转角两个方而进行密封性能评定。最后通过对比分析得影响法兰密封性能的重要因素。关键词：螺栓法兰；密封性能；有限元；强度分析中图分类号：TQ015文献标识码：A文章编号：1671-0460(2013)10—1468—04FiniteElementAnalysisofSealingPerformanceandStressIntensityoftheFlangeZHANGSi—liang，YANGYu-feng2，WANGfeng，ZHANGYu，LIBing-xu，ZHANGRui-jie(1．

3、LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China；2．HQCECLiaoningCompany,LiaoningFushun113006，China；3．PetroChinaFushunPetrochemicalCompanyNO．3Refinery，LiaoningFushun113001，China)Abstract：FocusingOilsealingsystemassembledbyflanges．gasketsandbolts．numerica1calculationmodelsOfDN200mmandD

4、N450mmpipeflangesunderpretensionoroperatingconditionswereestablishedbyFEMANSYSsoftware．andthesimulativedistributionofthestresswasobtained．AccordingtotheanalysisofANSYS．thestressintensityofflangesandboltswereclassifiedandevaluatedbydesignstandardJB4732．Itssealingperformancewasevaluatedfr

5、omtwoaspectsofgasketstressandflangedeflection．Finally,throughcomparingtheresults，thecriticalfactorsaffectingthesealingperformanceofflangesweredetermined．Keywords：Boltflange；Sealing；FEM：Stressanalysis螺栓法兰联接是压力容器和管道中常用的部供的衬垫单元和螺栓预紧单元对法兰联接系统的强件，螺栓法兰密封系统包括螺栓、法兰和垫片三个度和密封性(以DN200及DN450的管法兰为例)

6、进组件，它们是石油化T设备和管道中最为广泛采用行了具体的分析，为设计人员和T程实践提供参考。的密封形式。1几何模型及材料参数当前世界各国的压力容器规范对法兰的计算方法绝大多数还是采用Waters法(包括GB150和选取带颈对焊钢制管法兰(HG／T20615)：WNJB4732)。Waters法虽是基于板壳理论按弹性分析方200—300RFSch4020和WN450—300RFSch4020。法进行的分析，但由于作了较大的简化，最终应力螺柱规格分别为：M24mmX160mm(数量12)，结果也未按应力分类准则进行评定，其是一种不完M33mm×215mm(数量24)，材料

7、35CrMoA。伞的应力分析方法。接管材料的弹性模量E=192GPa，泊松比=0．3，近年来，随着数值模拟计算能力和水平的提高，许用应力[O-]=158MPa；法兰材料的弹性模量人们开始采用数值模拟的办法来研究螺栓法兰密封E-192GPa，泊松比=0．3，许用应力[o-1f=142MPa；系统，以期更准确评价法兰联结的强度和密封眭：螺柱材料的弹性模量E=206GPa，泊松比=0．3，通过密封系统中的各个组件的特性，综合考虑各组许用应力『r，]6=228MPa。件对整体系统的影响后获得精确的分析结果。。。垫片采用柔性石墨缠绕垫(HG／T20631)：缠