管法蘭密封特殊性及泄露概率研究.pdf

1、壓力管道作為石油化工行業(yè)的重要設(shè)備，其密封性能的好壞直接影響著國民經(jīng)濟(jì)與人身安全。壓力管道法蘭的受力形式比設(shè)備法蘭復(fù)雜的多，設(shè)備法蘭主要受內(nèi)壓和溫度載荷的作用，而管道法蘭除了受內(nèi)壓、溫度載荷作用外還會(huì)因?yàn)闇囟?、?nèi)壓、安裝誤差、自身重力等因素在法蘭端面產(chǎn)生很大的附加軸向力和附加彎矩，并且附加載荷的大小具有不可預(yù)測(cè)性，很容易發(fā)生泄漏。在實(shí)際工程中管道法蘭雖然滿足設(shè)計(jì)要求，但是發(fā)生泄漏的事故卻很多，這就是因?yàn)樵诜ㄌm設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮附加載荷的影響

2、，因此研究管道法蘭密封性能具有重要意義。本文主要對(duì)以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析:①對(duì)螺栓法蘭密封系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)數(shù)值模擬，對(duì)其完整性和密封性能進(jìn)行分析，研究管道法蘭受載特殊性對(duì)密封性能影響。②考慮管線整體受力復(fù)雜的特點(diǎn)，創(chuàng)建了泄漏失效極限狀態(tài)方程，應(yīng)用Monte Carlo法結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)學(xué)正態(tài)分布隨機(jī)抽樣理論，計(jì)算管道法蘭密封失效泄漏概率。提出一種保障管道法蘭密封系統(tǒng)安全運(yùn)行的新方法，解決了基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的管道法蘭，在具有不確定性附加

3、載荷作用下密封性能較差的問題，消除了通過盲目增大螺栓拉力來保證密封安全這種保守方法的弊端。
　　本文首先根據(jù)傳熱學(xué)理論，創(chuàng)建了傳熱學(xué)模型，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，研究了法蘭系統(tǒng)整體及其各個(gè)組件的應(yīng)力分布。其次研究了法蘭在彎矩作用下法蘭整體及其組件的應(yīng)力分布，并通過PVRC法計(jì)算不同彎矩作用下法蘭的緊密度。再次，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，研究不同時(shí)刻法蘭系統(tǒng)的溫度以及應(yīng)力分布。最后應(yīng)用概率分析法—Monte Carl