【摘要】：螺栓法蘭接頭,作為可拆卸的靜密封連接,廣泛應用于石化裝置。然而,它也是石化裝置發(fā)生泄漏的主要源頭。據(jù)統(tǒng)計,一座典型化工廠內發(fā)生的泄漏事故中,螺栓法蘭接頭的泄漏比例高達三分之一。因此,有必要研究建立有效的方法來監(jiān)控螺栓法蘭接頭的泄漏。墊片應力對螺栓法蘭接頭的密封性能影響很大,國內外利用墊片應力預測接頭泄漏率的研究較多,但是墊片應力在法蘭接頭運行過程中難以測量,導致基于墊片應力監(jiān)測螺栓法蘭接頭的泄漏情況存在難度。相反,螺栓力測量比較便捷,因此研究通過監(jiān)測螺栓力變化預測螺栓法蘭接頭的泄漏情況具有重要的工程意義。本文首先探討分析了螺栓法蘭接頭的泄漏模型,并基于多孔介質泄漏模型,對接頭泄漏率與墊片應力及螺栓力的數(shù)學模型進行研究,從而建立了接頭泄漏率預測模型。其次,針對DN40的螺栓法蘭接頭,本文開展了墊片力學性能試驗、密封性能試驗研究,獲得了常溫、高溫墊片力學性能,以及墊片泄漏率數(shù)據(jù),通過數(shù)值模擬方法研究了影響墊片應力及螺栓力變化的因素,并將模擬結果與試驗值進行了對比。最后,本文研究了光纖光柵傳感器的制備原理,通過開展基于光纖光柵傳感技術的泄漏率試驗,驗證了基于光纖傳感技術的智能螺栓測量螺栓力的可行性;通過與測量螺栓伸長量獲取螺栓力對比,發(fā)現(xiàn)基于光纖傳感技術測量螺栓力更加敏感,分辨率更高;同時,建立的螺栓力和泄漏率的關系模型經驗證能滿足預測泄漏率的要求,表明基于光纖技術監(jiān)測螺栓法蘭接頭泄漏率是否超標是可行的。
【圖文】：

圖 3.1 TEMES 法蘭萬能試驗機Fig. 3.1 TEMES fl.all in one/T 12622-2008 管法蘭用墊片壓縮率參照《HG/T 20610-2009 鋼制管法終選定規(guī)格為 PN40/DN40 的柔性石、3.2、3.3 所示：表 3.1 墊片型號和代號Table 3.1 Type and symbol of gasket代號 斷面形狀 D

表 3.6 墊片力學性能試驗結果Table 3.6 Results of gasket mechanical performance tests條件 測試號 初載厚度 T1（mm）壓縮量 DG（mm）回彈量 DG,（mm）壓縮率（%）回彈率（%）RT 16-851 5.1088 0.8968 0.1427 17.55 15.91RT 16-889 4.8683 0.8356 0.1313 17.16 15.7150℃ 16-899 4.8748 0.8382 0.1325 17.19 15.81100℃ 16-900 4.8759 0.8725 0.1209 17.89 13.86150℃ 16-901 4.8613 0.818 0.1122 16.83 13.72200℃ 16-902 4.8521 0.825 0.0952 17.00 11.54250℃ 16-903 4.8526 0.7554 0.0888 15.57 11.76300℃ 16-904 4.829 0.7416 0.0815 15.36 10.99400℃ 16-905 4.8199 0.7844 0.083 16.27 10.58
【學位授予單位】：中國石油大學（北京）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE65;TQ055.81

【參考文獻】

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本文編號：2612980