温度变化对法兰密封性能的影响.pdf

2012年2月 王轶，等．温度变化对法兰密封性能的影响 43 量，体系的受力变形如图4中双点划线所示，这时剩 余预紧力较温度变化前有所减小。 3．2 弹性模量的影响 由图3中不难看出影响剩余预紧力Q 的另一因素 即是受力变形线的斜率，如前所述，其物理意义分别 为螺栓的刚度以及法兰垫片系统的刚度，而温度变化 将直接影响材料的弹J生模量，从而影响到体系的刚度。 图3 螺栓及法兰垫片系统受力变形线示意 高温时通常金属材料 的弹性模量会有所降低 ， 3 温度对法兰密封性能的影响 即刚性降低，如图5中双点划线所示 ；低温时通常 金属材料 的弹性模量会有所升高，即刚性升高，如 如前所述，法兰的密封性能主要取决于垫片上 图5中虚线所示。剩余预紧力QprQ Q．t 说明 剩余预紧力Q 的大小。因此本文从分析温度变化对 温度升高时弹性模量的下降会造成体系的松弛，致 剩余预紧力Q 的影响人手，分析温度变化对法兰密 使剩余预紧力Q’有所下降，对法兰的密封性能可 封性能的影响。温度变化的影响主要体现在热膨胀以 能会造成影响，而当温度降低时弹性模量 的升高会 及弹性模量的变化上，下面分别讨论其不同影响。 造成体系预紧力的增加 ，在这种情况下只要保证垫 3．1 热膨胀的影响 片不被压溃，法兰不产生过大变形，就不会对法兰 3．1．1 升温影响 的密封产生影响。 升温时，如果螺栓的膨胀量小于法兰垫片系统的 3．3 热膨胀和弹性模量变化的综合影响 膨胀量，由于变形协调的限制，螺栓的膨胀量将较 自 热膨胀和弹性模量变化 的综合影响不能够简单 由膨胀进一步增加，而法兰垫片系统的膨胀量将较 自 的代数叠加，因为热膨胀的影响最终反应为预紧力及 由膨胀略为减小，此时相当于增加体系的预紧力，体 变形量的增减，体系的刚度是不变的，而弹性模量的 系的受力变形如图4中虚线所示。这种情况下剩余预 变化，则是影响体系的刚度，反应到受力变形线图上 紧力Q’较没有热膨胀差情况下的剩余预紧力Q 有 则是受力变形线斜率的变化。二者的综合影响应该通 所增大，这时只要垫片不被压溃且法兰具有足够的刚 过绘制受力变形线图来进行评判。 性，法兰就不会泄漏。相反，如果螺栓的膨胀量大于