U 形管换热器法兰接头密封性能分析.pdfVIP

第 44卷第 9期 当 代 化 工 Vo1．44，No．9 2015年 9月 ContemporaryChemicalIndustry September，2015 U形管换热器法兰接头密封性能分析 邓 超 ，柴庆友 ，庄 严 ，徐 明 ，吕 明 (I．中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006； 2．中国石油抚顺石化分公司烯烃厂，辽宁抚顺 113004) 摘 要： 将换热器法兰接头作为一个系统进行研究，建立了U形管换热器法兰接头三维有限元模型。根 据ASME中的经验公式采用等厚无孔圆平板代替开孔管板，得出了管、壳程压差作用下管板的应力分布情况。 考虑了垫片材料的非线性和时滞效应，着重分析了操作工况下不同管、壳程压差对垫片应力分布及法兰接头紧 密性的影响。 关 键 词：法兰接头；等效管板；压差；垫片应力；时滞效应 中图分类号：TQ051 文献标识码 ：A 文章编号： 1671—0460(2015)09—2196—03 AnalysisonSealingPerformanceofFlangeJointofU—ShapedHeatExchanger DENGChao，CAIQing-you，ZHUANGYan，XVMing，LVMing2 (1．HQCECLiaoningCompany，FushunLiaoning113006，China； 2．PetroChinaFushunPetrochemicalCompanyOlefinFac~tory，LiaoningFushun113001，China) Abstract：Inthispaper,theflangejointwasstudiedasasystem；thethree—dimensionalfiniteelementmodelof U—shapedheatexchangerflangejointwasestablished．AccordingtoASMEempiricalformula，anequivalentround platewithoutopeningwasusedtoreplacethetubeplatewith opening；stressdistributionofthetubesheetunder di髓rentialpressurewasobtained．Consideringthenonlinearcharacteristicsandtimelageffectofthegasketmaterial， effectofthepressuredifferenceonstressdistributionofthegasketandsealingperformnaceoftheflangejointunder operatingconditionswasanalyzed． Keywords：Flangejoint；Equivalenttubesheet；Pressuredifference；Gasketsrtess；Hysteresiseffect u形管换热器因其拆卸方便、结构简单、承压能 根据圣维南原理，模型中所取筒体和管箱的长 力强等优点，被广泛应用于炼油、化工、轻工业等领 度 ≥ ( 为法兰内径，t为筒体厚度)，以消除边 域Ⅲ。所采用的密封装置形式多样，其中螺栓法兰连 缘处轴向应力对法兰应力分布的影响。根据法连接 接应用最为普遍。但法兰接头在研究中存在以下困 头几何结构及载荷的对称性，为简化模型，取法兰 难：(1)足够的法兰刚度仅能保证法兰环不会产生过 接头的 144进行分析计算 ，两边界面等分两相邻 大的翘曲变形，而不能作为垫片是否满足密封要求的 的螺栓孔。 判据。(2)必须将法兰接头作为一个系统进行分析， 1．2 材料属性 考虑各元件间的相互作用。(3)法兰接头中的结构和 法兰、管箱、筒体 、螺栓及螺母材料的物理l生! 材料非线性特I生圆。采用APDL语句建立了参数化法 质见表