【摘要】：由于使用工況的復(fù)雜性,管法蘭連接系統(tǒng)容易發(fā)生泄漏,造成事故,而螺栓安裝載荷的正確施加是保證密封的關(guān)鍵因素。目前關(guān)于螺栓安裝載荷的計算方法主要是Taylor-Waters法和EN13445-3附錄G,本文主要運用這兩種方法進(jìn)行大量螺栓安裝載荷的計算,得出經(jīng)驗數(shù)據(jù),便于指導(dǎo)工程應(yīng)用。本文以板式平焊管法蘭和帶頸對焊管法蘭為研究對象,采用EN13445附錄G和Waters兩種計算方法,分別對不同操作工況下的螺栓預(yù)緊力進(jìn)行大量計算,并進(jìn)行公式擬合。同時研究不同因素對螺栓預(yù)緊力的影響,結(jié)果表明:EN13445附錄G方法計算的螺栓預(yù)緊力隨著法蘭公稱直徑與厚度的比、外彎矩、溫度和壓力的增大而增大;Waters方法計算的螺栓預(yù)緊力隨著法蘭公稱直徑與厚度的比的增大而增大,溫度、壓力對其影響不大。根據(jù)計算結(jié)果建立螺栓預(yù)緊力的數(shù)據(jù)庫,編寫Web查詢程序,實現(xiàn)螺栓預(yù)緊力數(shù)值查詢功能。選取兩種不同的管法蘭 螺栓 墊片的尺寸和工況,運用ANSYS Workbench有限元軟件建立三維模型,進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析,得到法蘭連接系統(tǒng)的溫度場分布,模擬結(jié)果表明:法蘭連接系統(tǒng)沿徑向溫度分布梯度較為明顯,上下基本呈對稱分布,最高溫度存在于法蘭內(nèi)壁和墊片內(nèi)側(cè)。在穩(wěn)態(tài)熱分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱 結(jié)構(gòu)耦合分析,驗證計算所得螺栓預(yù)緊力能否滿足密封要求并保證元件的完整性。將根據(jù)EN13445附錄G和Waters方法計算出來的螺栓預(yù)緊力,分別作為初始預(yù)緊力施加在對應(yīng)的管法蘭系統(tǒng)上,對預(yù)緊工況和操作工況下的各個元件進(jìn)行結(jié)果后處理和分析,并進(jìn)行安全性評定。結(jié)果表明:由兩種方法計算計算的螺栓預(yù)緊力,可以保證管法蘭結(jié)構(gòu)的密封性和各元件的完整性。結(jié)合有限元分析結(jié)果和相關(guān)資料,采用安全評價方法中的事故樹,對管法蘭 螺栓 墊片連接系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏的因素進(jìn)行整理,繪制合理的事故樹模型,進(jìn)行定性、定量分析,總結(jié)可能導(dǎo)致泄漏的基本事件,并提出相關(guān)改進(jìn)措施。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH134

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本文編號：2625378