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影响压力容器法兰连接密封性能的因素——螺栓预紧力、法兰刚度和操作条件的影响

   2020-10-15 和平3196
核心提示:法兰刚度不足,会引起轴向翘曲变形,特别是当螺栓数目较少时,螺栓间的法兰密封面会因刚度不足产生波浪形变形,使密封失效。

螺栓预紧力 螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素。预紧力必须使连接处实现初始密封条件,并保证垫片不被压坏或挤出。提高螺栓预紧力,可以增加垫片的密封能力,其原因是减少了密封面间的间隙,促使垫片变形,使渗透性垫片材料的毛细管缩小,并且提高了操作时垫片的工作密封比压,使压紧面保持良好的密封状态。螺栓预紧力必须均匀地作用在垫片上,因此,在密封所需的预紧力一定时,减小螺栓直径,增加螺栓个数,对密封是有利的。

法兰刚度 法兰刚度不足,会引起轴向翘曲变形,特别是当螺栓数目较少时,螺栓间的法兰密封面会因刚度不足产生波浪形变形,使密封失效。

提高法兰抗弯强度可以采用增加法兰盘厚度,减小螺栓力作用的力臂(即缩小螺栓中心圆直径)和增大带颈法兰的长颈部分尺寸等措施。但是过度提高法兰刚度,将使法兰笨重,使法兰连接的造价提高。

操作条件的影响 操作条件是指连接系统的压力、温度及介质的物理、化学性质。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不苛刻,但在与温度联合作用时,尤其在波动的高温作用下,将会严重影响密封性能。

温度对密封性能的影响是多方面的。高温介质性小,渗透性大,易造成泄漏。介质在高温下对垫片和法兰的溶解与腐蚀作用加剧,增加了产生泄漏的可能性。在高温下,法兰、螺栓和垫片可能产生蠕变和应力松弛,使密封比压下降一些非金属垫片,在高温下还会加速老化或变质,甚至被烧毁。此外。在温度作用下,由于密封组合件各部分的膨胀量不一致,对密封也是不利的。如果温度和压力联合作用又有波动时,垫片将会疲劳使密封失效。在低温下工作的密封连接,由于组合件收缩变形不一致,垫片在低温下弹性降低,制冷管道的冷却收缩,都会加速泄漏的产生。

综上分析,影响密封的因素是多方面的。为了使密封可靠,只有在密封组合件设计时认真考虑各种因素的影响,在结构和选材上加以解决。

 
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