高压设备焊接密封隔膜垫的计算与设计探讨

高压设备的法兰和人孔密封结构一般都采用焊接密封,其焊接密封有多种形式,隔膜垫焊接密封为其中之一,因隔膜垫有结构简单、拆卸方便、密封效果好、可靠性高等优点而备受青睐。目前,隔膜垫的螺栓载荷计算与设计形式在国内没有具体标准可依据,只有借鉴参考国外专利商的标准或国内其他焊接形式的标准。在汇总隔膜垫多种计算方法的基础上,用具体的工程实例,将国内压力容器计算软件SW6-2011V5.0新增加的隔膜垫预紧载荷计算方法几种取值选择与国外专利商隔膜垫计算结果做了对比,根据工程设计使用经验合理原则,评估了各种取值方法的特点,以供后续设计者根据实际工程需要或设计安全裕量控制原则进行有效选择,并从隔膜垫宽度、厚度、密封焊缝等技术设计方面提出了需要关注的技术特点,为焊接密封隔膜垫的设计计算提供参考借鉴。

焊接密封元件的设计与优化

基于无垫片焊接密封反向法兰的强度计算,在相同的设计条件下,对圆形空腔式、焊环式和卵形空腔式反向法兰的受力情况进行分析。研究结果表明:综合考虑三种密封元件的结构、焊接、密封和适用范围,圆形空腔式密封元件的性能最优;在设计密封元件时,应尽可能的增大受内压部分的最大内直径(DL),以提高法兰强度。

无垫片密封焊反向法兰强度计算

针对无垫片密封焊反向法兰的结构形式和受力特点,分析了普通反向法兰和无垫片焊接密封法兰的强度计算,总结了无垫片密封焊接反向法兰的强度计算方法。

无垫片焊接密封法兰唇焊结构的泄漏原因及改进

甲醇合成塔密封结构为焊环式无垫片焊接密封法兰唇焊结构。在制作、试车过程中,焊唇出现了泄漏。针对这一问题,进行了原因分析并采取了相应的措施,从而保证了唇焊密封结构的可靠性和设备的良好运行。

设备法兰用焊接密封垫片设计

目前国内外缺少大直径、高压力设备法兰用焊接密封垫片规格参考标准,国内相关标准中也没有金属垫片应力校核的方法和要求。通过分析预紧状态下焊接密封垫片受力,总结出了垫片应力校核方法。通过核算DIN 2695-2019《Diaphragm-weld Packings and Weld Ring Seals for Flange Connections》中部分焊唇式密封垫片受力情况,确定了垫片受力合格指标。通过迭代计算给出了不同公称直径、不同公称压力下设备法兰用焊唇式密封垫片的参考尺寸,可供压力容器设计人员参考。

无垫片焊接密封法兰计算方法的讨论

应用华脱尔斯法建立了内、外焊唇焊接法兰结构的力学模型,在相同设计条件和材料状况下,进行了内、外焊唇结构法兰的受力分析、设计计算和结构尺寸对比。笔者认为:如果设计计算成立且焊接条件允许,内焊唇结构的法兰比外焊唇结构的法兰螺栓载荷减小,截面积减少,法兰直径和厚度也相应大幅降低。