基于Workbench的法兰接头紧密性分析.pdf
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1、 新技术新工艺 2 0 2 3年 第7期 5 2 新技术新工艺 试验与研究基于W o r k b e n c h的法兰接头紧密性分析王 文,李春雪,赵文虎(新疆工业职业技术学院,新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0)摘 要:法兰接头广泛应用于各行各业,尤其是石油化工行业。法兰接头在工作环境中一旦发生泄漏,将会造成不可挽回的损失,因此保证法兰接头在工作环境中的密封性良好是十分重要的。在实际的工程运用中,可以运用相关的检测仪器准确地检测出法兰接头处于工作状态下的紧密性情况,不过这对检测仪器的性能、精度要求较高,仪器价格昂贵;且还需安排专人检测,增加了人工成本,检测过程也会费时费力。除了运用仪器检
2、测的方法,还可以应用有限元仿真软件对法兰接头各部件进行模拟分析,将法兰接头各部件材料参数、螺栓预紧力等输入相应的分析模块中,可以得出法兰接头的紧密性情况。在不考虑其他外部因素的影响条件下,由有限元分析软件分析可得,法兰螺栓D N 1 0 0、P N 1 0 0法兰接头螺栓预紧力为螺栓材料的0.5倍的屈服应力(即1 3 5.1 k N)时,法兰接头的法兰盘、螺栓螺母、垫片骨架的强度均符合工况要求,垫片压紧性良好,法兰接头的紧密性良好。关键词:法兰接头;泄漏;紧密性;有限元仿真;模拟分析;预紧力中图分类号:TH 1 3 1 文献标志码:AF l a n g e J o i n t T i g h
3、t n e s s A n a l y s i s b a s e d o n W o r k b e n c hWAN G W e n,L I C h u n x u e,Z HAO W e n h u(X i n j i a n g I n d u s t r i a l V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e,U r u m q i 8 3 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:F l a n g e j o i n t s w e r e w i d e l y u s e d i
4、 n a l l w a l k s o f l i f e,e s p e c i a l l y i n t h e p e t r o c h e m i c a l i n d u s t r y.O n c e t h e f l a n g e j o i n t l e a k e d i n t h e w o r k i n g e n v i r o n m e n t,i t w o u l d c a u s e i r r e p a r a b l e l o s s e s,s o i t w a s v e r y i m p o r t a n t t o e
5、 n s u r e t h a t t h e f l a n g e j o i n t h a d g o o d s e a l i n g i n t h e w o r k i n g e n v i r o n m e n t.I n a c t u a l e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n,r e l e v a n t t e s t i n g i n s t r u m e n t s c o u l d b e u s e d t o a c c u r a t e l y d e t e c t t h e t i
6、 g h t n e s s o f t h e f l a n g e j o i n t i n t h e w o r k i n g s t a t e,b u t t h i s r e q u i r e d h i g h p e r f o r m a n c e a n d a c c u-r a c y o f t h e t e s t i n g i n s t r u m e n t,a n d t h e i n s t r u m e n t w a s e x p e n s i v e.I t w a s a l s o n e c e s s a r y t
7、 o a r r a n g e s p e c i a l p e r s o n n e l f o r t e s-t i n g,w h i c h i n c r e a s e d t h e c o s t o f h u m a n c a p i t a l,a n d t h e t e s t i n g p r o c e s s w a s a l s o t i m e-c o n s u m i n g a n d l a b o r i o u s.I n a d d i t i o n t o t h e u s e o f i n s t r u m e n
8、 t d e t e c t i o n m e t h o d s,f i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n s o f t w a r e c o u l d a l s o b e u s e d t o s i m u l a t e a n d a n a l y z e e a c h p a r t o f t h e f l a n g e j o i n t,a n d t h e m a t e r i a l p a r a m e t e r s a n d b o l t p r e t e n s i o n o f
9、 e a c h c o m p o n e n t o f t h e f l a n g e j o i n t w o u l d b e e n t e r e d i n t o t h e c o r r e s p o n d i n g a n a l y s i s m o d u l e,a n d t h e t i g h t p h a s e o f t h e f l a n g e j o i n t c o u l d b e o b t a i n e d.W i t h o u t c o n s i d e r-i n g t h e i n f l u
10、 e n c e o f o t h e r e x t e r n a l f a c t o r s,i t c o u l d b e o b t a i n e d t h r o u g h f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s s o f t w a r e a n a l y s i s t h a t w h e n t h e b o l t p r e l o a d o f f l a n g e b o l t s D N 1 0 0 a n d P N 1 0 0 f l a n g e j o i n t s w a s
11、 0.5 t i m e s t h e y i e l d s t r e s s o f t h e b o l t m a t e r i a l,o r 1 3 5.1 k N,t h e s t r e n g t h o f t h e f l a n g e p l a t e,b o l t n u t,a n d g a s k e t s k e l e t o n o f t h e f l a n g e j o i n t m e t t h e w o r k i n g c o n d i t i o n r e q u i r e-m e n t s w i t
12、 h g o o d g a s k e t c o m p a c t i o n a n d g o o d t i g h t n e s s o f t h e f l a n g e j o i n t.K e y w o r d s:f l a n g e j o i n t s,l e a k,c o m p a c t n e s s,f i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n,s i m u l a t i o n a n a l y s i s,p r e l o a d 法兰系统在工程方面的应用十分广泛,尤其是石化领域。法兰
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