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影響壓力容器法蘭連接密封性能的因素——螺栓預緊力、法蘭剛度和操作條件的影響

   2020-10-15 和平3244
核心提示:法蘭剛度不足,會引起軸向翹曲變形,特別是當螺栓數目較少時,螺栓間的法蘭密封面會因剛度不足產生波浪形變形,使密封失效。

螺栓預緊力 螺栓預緊力是影響密封的一個重要因素。預緊力必須使連接處實現初始密封條件,并保證墊片不被壓壞或擠出。提高螺栓預緊力,可以增加墊片的密封能力,其原因是減少了密封面間的間隙,促使墊片變形,使滲透性墊片材料的毛細管縮小,并且提高了操作時墊片的工作密封比壓,使壓緊面保持良好的密封狀態。螺栓預緊力必須均勻地作用在墊片上,因此,在密封所需的預緊力一定時,減小螺栓直徑,增加螺栓個數,對密封是有利的。

法蘭剛度 法蘭剛度不足,會引起軸向翹曲變形,特別是當螺栓數目較少時,螺栓間的法蘭密封面會因剛度不足產生波浪形變形,使密封失效。

提高法蘭抗彎強度可以采用增加法蘭盤厚度,減小螺栓力作用的力臂(即縮小螺栓中心圓直徑)和增大帶頸法蘭的長頸部分尺寸等措施。但是過度提高法蘭剛度,將使法蘭笨重,使法蘭連接的造價提高。

操作條件的影響 操作條件是指連接系統的壓力、溫度及介質的物理、化學性質。單純的壓力或介質因素對密封的影響并不苛刻,但在與溫度聯合作用時,尤其在波動的高溫作用下,將會嚴重影響密封性能。

溫度對密封性能的影響是多方面的。高溫介質性小,滲透性大,易造成泄漏。介質在高溫下對墊片和法蘭的溶解與腐蝕作用加劇,增加了產生泄漏的可能性。在高溫下,法蘭、螺栓和墊片可能產生蠕變和應力松弛,使密封比壓下降,一些非金屬墊片,在高溫下還會加速老化或變質,甚至被燒毀。此外。在溫度作用下,由于密封組合件各部分的膨脹量不一致,對密封也是不利的。如果溫度和壓力聯合作用又有波動時,墊片將會疲勞使密封失效。在低溫下工作的密封連接,由于組合件收縮變形不一致,墊片在低溫下彈性降低,制冷管道的冷卻收縮,都會加速泄漏的產生。

綜上分析,影響密封的因素是多方面的。為了使密封可靠,只有在密封組合件設計時認真考慮各種因素的影響,在結構和選材上加以解決。

 
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