本文選題：穩(wěn)態(tài)溫度場 + 熱膨脹��； 參考：《華東理工大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：本文以金山石化芳烴重整裝置油氣進(jìn)口法蘭為研究對(duì)象,研究高溫法蘭的穩(wěn)態(tài)溫度場分布、螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)在預(yù)緊工況、承壓工況、操作工況下的強(qiáng)度和密封問題以及螺栓法蘭蠕變對(duì)螺栓應(yīng)力和墊片應(yīng)力造成的影響。 對(duì)法蘭進(jìn)行熱分析,得到法蘭的穩(wěn)態(tài)溫差場,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本一致,相對(duì)誤差在2%以內(nèi),從而驗(yàn)證了有限元計(jì)算結(jié)果的正確性。 通過預(yù)緊工況分析,考慮墊片非線性和接觸非線性,得到保證墊片接觸面全部達(dá)到初始密封條件時(shí)的最小預(yù)緊力；受預(yù)緊載荷的影響,法蘭產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致墊片應(yīng)力的分布不均；法蘭偏轉(zhuǎn)角小于ASME PCC-1規(guī)定的最大偏轉(zhuǎn)角,強(qiáng)度也滿足要求。承壓工況的計(jì)算是在預(yù)緊工況基礎(chǔ)上進(jìn)行的,在承壓工況中,隨著內(nèi)壓的增大,墊片應(yīng)力逐漸降低；經(jīng)校核,法蘭強(qiáng)度和密封均滿足要求。在操作工況下,受溫度載荷的影響,螺栓熱膨脹量大于法蘭熱膨脹量,從而導(dǎo)致墊片應(yīng)力進(jìn)一步降低,經(jīng)校核,仍滿足密封要求。 高溫法蘭蠕變分析主要研究法蘭在服役較長時(shí)間內(nèi)的密封性能。計(jì)算結(jié)果表明：隨著蠕變時(shí)間的增長,螺栓截面的應(yīng)力進(jìn)行了重新分配,螺栓內(nèi)側(cè)應(yīng)力逐漸降低,螺栓外側(cè)的應(yīng)力逐漸升高；隨著蠕變時(shí)間的增長,墊片應(yīng)力應(yīng)力逐漸減低,經(jīng)10000小時(shí)之后,仍能滿足密封要求；初始預(yù)緊載荷越大,螺栓應(yīng)力與墊片應(yīng)力減少量也越大,但是預(yù)緊力越大,螺栓和墊片的殘余應(yīng)力也越大。
[Abstract]:In this paper, the oil and gas inlet flange of Jinshan Petrochemical aromatics reforming unit is taken as the research object, the steady temperature field distribution of the high temperature flange is studied, the bolted flange connection structure is under the preloading condition and the pressure condition, Strength and sealing under operating condition and the effect of bolt flange creep on bolt stress and gasket stress. The steady-state temperature difference field of flange is obtained by thermal analysis. The calculated results are in good agreement with the measured results, and the relative error is less than 2%, which verifies the correctness of the finite element method. Considering the nonlinear and contact nonlinearity of the gasket, the minimum pretightening force is obtained to ensure that the contact surface of the gasket reaches the initial sealing condition, and the flange is deflected due to the influence of the preloading load. The flange deflection angle is smaller than the maximum deflection angle specified by ASME PCC-1, and the strength also meets the requirements. The calculation of pressure-bearing condition is carried out on the basis of pre-tightening condition. In the pressure-bearing condition, with the increase of internal pressure, the gasket stress decreases gradually, and the flange strength and seal meet the requirements after checking. Under the operating condition, the thermal expansion of bolts is larger than that of flange under the influence of temperature load, which leads to the further reduction of gasket stress, and still meets the requirements of seal after checking. The creep analysis of high temperature flange mainly studies the sealing performance of flange during long service period. The results show that with the increase of creep time, the stress of the bolt section is redistributed, the stress of the inside of the bolt decreases gradually, the stress of the outside of the bolt increases gradually, and the stress of the gasket decreases with the increase of the creep time. After 10000 hours, the seal requirement can still be satisfied, and the larger the initial preload, the greater the reduction of bolt stress and gasket stress, but the greater the pretightening force, the greater the residual stress of bolt and gasket.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH131

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本文編號(hào)：2112659