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管道机械接头密封性能的有限元分析
2012 管 道 技 木 5 彳曼 各 2012
第 5期 Pipeline Technique and Equipment No.5
管道机械接头密封性能的有限元分析
胡晓明 ,聂根辉 ,王 乾 ,郭伟宁。,董洪波 ,陈 宁 ,黎俊初
(1.海洋石油工程股份有限公司,天津 300451;2.南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌 330063)
摘要:设计 了管道机械接头,利用管接头件 的弹塑性变形进行管道间的连接。分析了管接头的密
封原理及影响其连接密封性能的主要因素,并以2”管道机械接头为例,通过建立有限元模型,运用有限
元方法,对管接头的抗 内压过程进行 了数值模拟。有限元模拟得出该管接头承受的极限内压值为 18
MPa,大于其 15MPa的设计工作 内压值,结果显示该管接头的设计工作 内压值较其模拟的极限内压值
更趋保守,表明该管道接头能够实现管道间的牢固连接,密封性能可靠。
关键词:机械接头;弹塑性变形;有限元分析;密封性能
中图分类号:TE8 文献标识码 :A 文章编号:1004—9614(2012)05—0023—03
FEAnalysisonSealingPerformanceofMechanicalJointsofPipe
HUXiao.ming,NIEGen。hui,WANGQian,GUOWei.ning,DONGHong.bo。,CHENNing,LIJun-chu
(1.OffshoreOilEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin300451,China;
2.AeronauticManufacturingTechnologyofNanchangHangkongUniversity,Nanchang330063,China)
Abstract:Mechanicaljointsofpipearedesignedbymakinguseofelasto—plasticdeformationofpipejointstoconnectone
sectionofpipewiththenext.Thesealingprincipleofpipejointsandthemajorinfluentialfactorsforsealingpreformanceareana‘
lyzed.Withthetwo—inchpipejointsasanexample,thepaperestablishesthefiniteelementmodelandsimuhesnumericallythe
compressiveprocessofpiplejointsthroughtheelasto-plasticFEmethod.Thevalueofpipejoints’internalpressureis18MPain
thenumericalanalysis,exceedingthevalueofthedesingedinternalpressure15MPa.Theresultsshowthatthedesignedinternal
pressureismoreconservativethanthelimitingvalueofinternalpressureinthenumericalanalysis,sothepipejointscanconnect
thepipelinessecurely,andthesealingperfomr anceissafe.
Keywords:mechanicaljoints;elasto.plasticdeformation;FEnaalysis;sealingperformance
0 引言 1 管道机械接头的基本结构及其工作原理
管接头的密封性能是管道运输系统中最关键的 管道机械接头的设计结构如图1所示。
控制性技术指标,管接头的失效会直接导致输送介质
的泄漏,会造成严重的后果。因此,研究管道接头的
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