基于EWM-AHP-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估

为提升站场法兰连接系统安全评估的准确性,提出一种基于熵权法(EWM)-层次分析法(AHP)-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估方法。首先采用EWM和AHP组合权重降低单一AHP法计算权重的主观性,并采用云模型解决站场法兰连接系统密封失效风险因素的模糊性、随机性以及难以量化的问题;其次以我国华北地区某输气站场为例,验证该方法的科学性和有效性,并依据站场法兰历史失效数据建立法兰系统密封失效风险评估指标体系,采用EWM-AHP法确定各指标的组合权重;然后根据等级量化标准建立标准云,使用Matlab软件计算各风险指标的云数字特征值,并绘制云图;最后基于EW-型指数贴近度计算确定各风险指标的风险等级。结果表明:所评估法兰系统密封失效的综合风险等级为较高风险,评估结果与实际情况基本吻合。EWM-AHP-云模型能较好地实现法兰系统密封失效风险评估,该方法具有一定的科学性和有效性。

理想情况下火箭发动机法兰系统密封模糊可靠性分析

文中将火箭发动机上的法兰系统作为一个整体,对其在理想情况下的密封模糊可靠性问题进行了较为详细地研究。算例结果表明,文中的分析方法是可行的。

考虑蠕变松弛时火箭发动机法兰系统载荷与变形分析

为了研究火箭发动机法兰系统载荷-变形随时间的变化,将其作为一个整体,考虑系统中各元件的蠕变-松弛作用,提出了在预紧和操作情况下,计算法兰系统载荷-变形的新方法;算例计算结果表明:在预紧情况下的很长时间段内,螺栓应力和O形圈应力下降得非常缓慢;在操作情况下的开始时间段内,其下降较快,随着时间的推移,下降速率逐渐减慢。在预紧情况下,法兰系统各元件材料的蠕变-松弛性能对O形圈应力的影响较小;在操作情况下,这种影响则较大。若考虑螺栓的蠕变-松弛,则随螺栓蠕变-松弛系数的增大,螺栓应力和O形圈应力随时间下降得较多。

管道法兰系统瞬态温度场变化有限元分析

管道法兰连接应用于各行各业,管道法兰系统密封性尤为重要,一旦失效可能造成严重后果。本文通过ANSYS软件对管道法兰系统瞬态温度场变化进行分析了管道法兰系统启动时升温过程与系统停止运行时降温过程两种不同工况下的温度场的变化规律。以期对实际应用具有较大的参考价值。

温度波动对螺栓法兰连接系统垫片应力的影响

温度波动会造成螺栓法兰连接系统中垫片应力松弛,从而影响其密封性能。文章以DN80法兰接头为研究对象,通过ABAQUS软件建立了三维有限元模型,分析了温度波动对垫片应力的变化,研究了垫片与螺栓载荷变化的机理。结果表明,螺栓法兰连接系统在温度变化时存在着一定的温度滞后现象;当温度波动时,垫片应力随温度的降低而减小,随温度的升高而增大,波动结束后垫片表现出“内紧外松”的应力分布现象。在这一过程中,垫片的热膨胀与温度场的滞后性是垫片应力变化的主要因素。研究结果为螺栓法兰连接系统的进一步优化和改进提供了有力支持。

基于螺栓法兰连接系统的垫片应力分析

所建立的参数化三维有限元模型,充分考虑了法兰螺栓联接系统的应力集中、垫片材料非线性特性以及各元件的接触非线性,研究了螺栓法兰连接系统各元件之间的相互作用,分析了预紧力、密封介质内压力等因素对垫片应力的影响。结果表明垫片应力在径向随着节点半径的增大而增大,随着预紧力的增大而增大,随着内压力的增大而减小,在周向螺栓附近的应力明显大于其它处应力。当垫片最外侧应力低于了密封所要求的最低应力时,螺栓法兰连接系统发生泄露。

法兰连接系统理论分析和实验研究

对螺栓法兰连接系统进行受力分析 ,导出变形协调方程 ,通过计算 ,分析垫片压紧应力、泄漏率和介质压力之间的关系 ,并与刚性法兰系统的实验结果相比较。同时对不同工艺参数下的石墨缠绕垫片性能进行分析。

MW级风力发电机塔顶法兰连接系统有限元分析

本文使用非线性有限元方法对某MW级风力发电机塔筒顶部法兰连接系统进行了结构分析。利用有限元分析软件MSC.Marc/Mentat建立塔顶法兰连接系统的有限元模型,在极限工况下对塔顶法兰连接系统关键部件的应力分布进行了分析,并对塔顶法兰和连接螺栓进行安全校核,分析结果表明,该塔顶法兰连接系统关键部件满足设计要求,其结果为大型风力发电机法兰连接系统的合理设计提供了科学依据,同时这种分析方法也可用在其他法兰连接系统结构分析中,具有一定工程实用价值。

高温法兰连接系统温度场的有限元分析

利用有限元软件ANSYS创建法兰连接系统的三维温度场模型,建立螺栓、法兰、垫片间的接触对.设置边界条件及对流传热系数,研究了500℃高温条件下炼化装置中法兰连接系统的温度场及热流,并分析了法兰、螺栓、螺纹、螺母、垫片、空气柱的温度分布规律及具体温度值.结果表明:法兰温度从内壁面到外壁面逐渐降低,靠近螺母端外侧温度最低为334.952℃;螺栓温度从两端到中间呈现为先增大后减小的规律,螺栓内外侧温差最大值在螺栓的两端;垫片温度沿周向变化很小,垫片温度沿径向由内到外呈线性减小;上、下两段空气柱的温度关于垫片中面对称分布,靠近垫片端内侧温度最高.

法兰密封系统应力松弛有限元分析

采用拉伸应力松弛试验方法,试验测得35CrMoA和40MnB两种螺栓材料在400℃条件下的应力松弛数据。利用有限元分析软件ANSYS,以浮头式换热器管箱法兰为具体的分析对象,将螺栓、法兰和垫片作为一个完整的系统,分析研究了法兰密封系统在非线性条件下的应力松弛发展情况。

理想情况下法兰连接系统的密封模糊可靠性

现代工业对法兰联接系统的密封可靠性提出了越来越高的要求。文中对理想情况下法兰的密封模糊可靠度进行了较为详细的研究。算例结果表明,文中的分析方法是可行的。

高温下法兰连接系统的紧密性分析

通过对高温下柔性石墨复合垫片的压缩回弹特性、应力松弛特性和基本密封特性的试验研究，推导出高温下法兰连接的变形协调方程。在此基础上进行了系统的紧密性分析，并探讨了工程应用中泄漏量的预测和控制问题。

螺栓-法兰连接系统RCM分析及故障风险评价

针对影响螺栓-法兰连接系统可靠性的许多因素具有复杂性、非确定性的特点,结合现场历史资料和专家经验,提出了螺栓-法兰连接系统功能与功能故障、故障模式、影响及危害度分析方法,在定性分析的基础上,利用模糊数学提出可靠性为中心的维修定量分析方法,对螺栓-法兰连接系统的故障进行了风险评估。

外载荷作用下火箭发动机法兰连接系统的受力与变形分析

法兰连接系统在火箭发动机上得到了广泛的使用。将螺栓、O型圈和法兰环作为一个整体,应用弹性理论,提出了在外载荷作用下各元件的受力与变形的计算方法。算例的计算结果表明,本文提出的计算方法比等效压力法更接近真实情况。

从分子密封学角度分析法兰-垫片系统的密封及其改进

从分子密封学角度简要论述了法兰 垫片系统保持密封的机理及可采取的一项改进措施。

法兰螺栓垫片系统高温密封性能研究

近年来,社会主义经济建设的飞速发展,大力推动了我国的石油开采行业、化工建设行业以及能源开发等行业的发展。法兰螺栓垫片系统在这些行业中被广泛使用,随着这些化工行业的发展,企业对于法兰螺栓垫片系统的耐高温程度以及密封性能的要求都更为苛刻。文章对法兰、螺栓以及垫片在高温下的密封性能进行了探讨。

确定法兰螺栓预紧力的EN法与Waters法对比研究

为了验证不同方法计算所得的螺栓预紧力能否满足密封性要求,选取2种不同尺寸和工况的管法兰-螺栓-垫片模型,进行有限元分析。运用ANSYS Workbench有限元软件建立三维模型,施加温度载荷后得到法兰系统的温度场分布。根据EN13445附录G和Waters方法确定了螺栓预紧力,分别作为初始预紧力施加在对应的管法兰系统上并进行热-结构耦合。对预紧工况和操作工况下的法兰系统进行模拟分析,并对其密封及其强度性能进行评定。结果表明:通过EN法和Waters法计算所得的螺栓预紧力,均能使法兰系统满足密封条件且符合安全评定要求;但EN13445附录G方法确定的螺栓预紧力能保证应力在法兰上更均匀地分布,且应力水平更低;EN13445附录G方法在计算时考虑了整个法兰连接接头的密封要求及其强度要求,相较于Waters法考虑情况更加全面。

泵法兰用金属缠绕垫失效问题研究

在某铜冶炼现场发生垫片失效事故,直接原因是泵进出口的突面法兰安装了不带有内外环的基本型柔性石墨金属缠绕垫,这不符合垫片使用标准的规定。为研究垫片失效的根本原因,对螺栓法兰垫片联接系统进行了热及结构的有限元分析。根据金属缠绕垫的压缩回弹特性,按照材料非线性进行基本型垫片的模拟。为研究内外环影响,采用线性化垫片模拟带有内外环的受力过程;为研究流体影响,通过CFD计算了法兰垫片间隙处过流的情况;为研究螺栓预紧力的影响,采用非线性垫片计算了过大螺栓预紧载荷下的情况。根据模拟结果,内外环对垫片的应力影响有限,流体过流对垫片的冲刷作用也很小,而当法兰螺栓预紧力过大时,升温后垫片应力会继续增加,热载荷在螺栓预紧过大时将对垫片产生额外附加载荷,这与现场运行一段时间后停机垫片失效特征一致,垫片失效的根本原因在于法兰联接螺栓预紧力过大。据此,现场施工中应强调力矩扳手的使用,加强对螺栓联接扭矩的安装指导,对设计中螺栓的等级使用应加强说明,对基本型金属缠绕垫的使用应严格限制。

加载方式对垫片应力的影响及其泄漏率预测

垫片是螺栓法兰连接系统中的关键密封元件,在实验室对其进行泄漏率测量时,多采用刚性法兰通过试验机进行均匀加载,而忽略了生产实际中螺栓加载方式对泄漏率的影响。采用数值模拟方法研究实际操作常用的交叉加载、顺次加载和ASME PCC-1-2013标准中传统星形加载方式对垫片应力的影响,并将这3种加载方式与均匀加载方式进行比较。结果表明:3种加载方式都存在着螺栓预紧载荷不均匀的情况,但相比之下传统星形加载方式的预紧效果最佳,最接近均匀加载时的预紧效果;在相同载荷下,不同加载方式所得垫片上的应力不同。考虑垫片应力分布的不均匀性,对现有泄漏率预测公式进行了修正,并通过试验对修正后的公式进行验证。结果表明:修正后的公式所预测的泄漏率与试验结果更为接近。研究工作对提高螺栓法兰连接系统泄漏率预测的准确性具有重要意义。