确定法兰螺栓预紧力的EN法与Waters法对比研究

• 作者: 梁瑞 陈斐 郭一帆 姜峰 周文海 俞瑞利 杨曦
• 来源期刊: 润滑与密封
• 学科: 工学
• 关键词: 螺栓预紧力 法兰系统 密封性 热-结构耦合
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 技术探讨
• 页码范围: 137-144
• 页数: 8页
• 分类号: TB42
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2021.01.020

摘要

为了验证不同方法计算所得的螺栓预紧力能否满足密封性要求,选取2种不同尺寸和工况的管法兰-螺栓-垫片模型,进行有限元分析.运用ANSYS Workbench有限元软件建立三维模型,施加温度载荷后得到法兰系统的温度场分布.根据EN13445附录G和Waters方法确定了螺栓预紧力,分别作为初始预紧力施加在对应的管法兰系统上并进行热-结构耦合.对预紧工况和操作工况下的法兰系统进行模拟分析,并对其密封及其强度性能进行评定.结果表明:通过EN法和Waters法计算所得的螺栓预紧力,均能使法兰系统满足密封条件且符合安全评定要求;但EN13445附录G方法确定的螺栓预紧力能保证应力在法兰上更均匀地分布,且应力水平更低;EN13445附录G方法在计算时考虑了整个法兰连接接头的密封要求及其强度要求,相较于Waters法考虑情况更加全面.