 法兰变温变压工况对螺栓载荷变化的影响
孟村法兰厂的船用法兰连接广泛应用于石油、化工、制药等过程工业中，然而在高温、高压以及变温变压工况下法兰泄漏时有发生，不仅造成产品浪费、环境污染，而且严重时还会引起爆炸以及人员伤亡，因此开展关于法兰高温密封性能的研究具有重要的工程应用价值。
平焊法兰的连接装置:平焊法兰就是两个大口径管道的连美标法兰接装置，通常是两个法兰片加若干紧固螺栓。低碳钢塑性好强度低，加入适量碳元素后就会变得坚硬，塑性降低强度增强一般用在管道上，那样的话，松掉螺栓可以旋转两边的管道，再拧紧可以较方便的拆装管道
平焊法兰连接一般用在管道上，那样的话，松掉螺栓可以旋转两边的管道，再拧紧可以较方便的拆装管道。材质是碳钢的法兰叫碳钢法兰；平焊法兰连接法也是与铸铁管及钢管之间最简单的连接方法。而法兰盲板则可用于检查口的开口上。法兰连接适用于管径从φ50-315mm的管件连接。配套法兰其性能特点：非刚性连接、可拆装、抗拉力。法兰连接法通常作为低压输送管线上可拆卸的连接件。
近年来，亚洲平焊法兰产量中国排名第一，平焊法兰有螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，河北孟村法兰针对不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。平焊法兰的需求是多元的，如汽车、建设机械、轨道车辆、造船工业都需要。锻件用在汽车业的比例在日本为67%，印度49%，韩国41%，中国40%，这些比例将随着各国汽车制造业未来趋势而改变。
足够且均匀的垫片应力是保证法兰密封的重要条件，而垫片性能的不稳定则是高温法兰泄漏的主要原因。为保证初始条件下获得均匀准确的垫片应力，常温下对单一加载工具螺栓预紧方法的研究仍然具有重要意义；经过长期艰苦地探索，国内外学者均指出高温工况下法兰的密封与垫片的性能有重要关系，在垫片高温性能的研究上取得了较大进展，美国机械工程师协会ASME等从上世纪七十年代开展了垫片常温性能的研究，八十年代PVRC将垫片高温性能的研究纳入规划，国内南京工业大学、中国石油大学以及华东理工大学在垫片性能研究以及连接系统的紧密性能研究上取得了一定进展。然而，对于将国标法兰连接系统作为一个整体，变温变压工况对系统内各组件的影响、垫片性能变化对密封性能的影响以及热紧操作方法的研究仍然较少，为此，本文着重从以下几个方面开展工作：
首先对常温下螺栓的加载方式进行了实验研究，对比了ASMEPCC-1(LEGACY)与JISB2251加载方法的优缺点，指出了螺栓加载过程中的本质问题，为实际施工提供参考。
其次实验研究了变温变压工况对螺栓载荷变化的影响，并结合后期数值模拟对高温法兰密封泄漏原因进行了分析。
再次，通过数值模拟的方法研究了DN200法兰内部介质升温速度对垫片应力变化的影响，并提出了在一定误差范围内用稳态热一结构藕合场分析代替瞬态分析的必要条件，过快的升温速度会导致垫片不可逆的压缩破坏；同时，研究了垫片宽度对变温工况下垫片应力变化趋势的影响，与后期对不同类型垫片的研究同时指出什么情况需要热紧，并通过以上分析提出了相对具体的热紧操作方法。
最后通过数值模拟的方法对不同类型的垫片与板式平焊法兰搭配时，变温变压工况下垫片应力的变化进行了研究，指出升温时垫片压缩回弹性能曲线的左移和与国标船用法兰螺栓相近的热膨胀系数是升温时密封性能提高的两个重要因素。
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