本文關(guān)鍵詞：高溫蠕變對金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭密封性能影響

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【摘要】：隨著環(huán)境的惡化,能源的日趨緊張,節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境已成為共識�；诖�,對石化企業(yè)大型高溫法蘭接頭進(jìn)行保溫節(jié)能改造逐漸獲得重視,而金屬與金屬接觸型(MMC)法蘭接頭因其優(yōu)良的密封性能,近年來逐漸推廣到石油、化工等行業(yè)工況惡劣的場合,以代替浮動式金屬纏繞墊。然而,針對金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭的研究較少,目前暫沒有正式頒布的設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),而高溫工況下的密封性能更是缺少研究。本文對高溫下服役的金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭進(jìn)行了試驗(yàn)研究與仿真分析,以確保其在工程上的安全應(yīng)用,全文主要內(nèi)容及結(jié)果如下：(1)設(shè)計(jì)制造了DN600、CLASS300金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭高溫試驗(yàn)裝置和測試系統(tǒng),獲得了接頭在500。C下的溫度場,預(yù)緊及高溫穩(wěn)態(tài)工況下法蘭的偏轉(zhuǎn)角,并采用壓降法測得了接頭在高溫穩(wěn)態(tài)下的泄漏率；(2)分析了保溫前后法蘭接頭的溫度場并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果顯示：保溫操作提高了整個接頭的溫度,使得接頭各部件溫度趨于一致并接近法蘭內(nèi)壁溫度,有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果接近；(3)分析了預(yù)緊、加壓、高溫穩(wěn)態(tài)工況下墊片應(yīng)力及載荷分配情況,研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)MMC建立后,過大的螺栓載荷并不利于密封；加壓對密封性能基本無影響；保溫可減小法蘭接頭的熱應(yīng)力；溫度對MMC接頭墊片應(yīng)力影響較大,但MMC仍存在,密封可靠,與試驗(yàn)測得高溫穩(wěn)態(tài)下接頭“零”泄漏相吻合；(4)對MMC法蘭接頭的蠕變松弛規(guī)律進(jìn)行了分析,高溫下隨著螺栓載荷的松弛,外環(huán)作用反力逐漸減小直至MMC脫離,對法蘭接頭的可靠性造成威脅,建議在5年服役期內(nèi)進(jìn)行一次熱緊；(5)考慮蠕變的條件下,基于強(qiáng)度和最大墊片應(yīng)力,推薦螺栓初始安裝應(yīng)力取材料在室溫下屈服強(qiáng)度的30%-40%。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH136

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本文編號：1267067