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机械网--螺栓法兰连接系统泄漏率计算

发布时间:2021-11-19 12:33:19 阅读: 来源:泳镜厂家

分类号 TQ 050.2Leakage rate calculation of bolted flange connectionsAssociate Professor Gu Boqin(Nanjing University of Chemical Technology, Nanjing 210009)Abstract Based on the model of gases flowing through a porous media and the experiments, the relationship among leakage rate and residual compressive stress of gaskets, test pressure, dynamic viscosity of test medium and width of gaskets is developed. With the help of graphic method,the leakage rate of bolted flange connections can be easily calculated and analyzed.Key words: flange, bolted connection, gasket, leakage rate螺栓法兰垫片连接是压力容器和管道最常常使用的密封连接情势。现行规范采取垫片预紧密封比压y和垫片系数m表征垫片的基本性能[1,2],其值是以Rossheim 和Markl 40年代的工作为基础[3],基本上是经验的,且缺少泄漏率的概念,因此依照现行规范进行螺栓法兰连接设计是没法说明所设计的连接紧密与否。现代化工、石油、原子能、航天及深海技术的迅速发展,对进程装备的密封提出了愈来愈高的要求。由于密封失效引发的灾害性事故屡见不鲜:据日本炼油行业近10年来燃烧爆炸事故统计结果表明,70%以上灾害性事故是由于泄漏酿成的;美国挑战者号航天飞机的泄漏爆炸事件则已引发世界范围内的巨大震动。严格定量控制泄漏率是现代系统和设备安全运行的重要保证。美国压力容器委员会于1977年提出了泄漏率的定量指标,推荐1般工业的泄漏率指标为10⑶ cm3/s,对原子能和某些化学工业,泄漏指标控制在10⑺ cm3/s以下[4]。笔者根据垫片中气体介质的泄漏模型和大量实验,建立了泄漏率与垫片残余压紧应力、介质压力、粘度及垫片宽度之间的关系土地局有权强拆违建吗,提出螺栓法兰垫片连接系统的泄漏率图算方法,为建立以最大允许泄漏率作为设计准则的密封连接设计方法提供根据。1 气体通过垫片泄漏模型非金属垫片和金属-非金属组合垫片(如石棉橡胶垫片、柔性石墨垫片及缠绕式垫片等)可近似看作由各向同性的多孔介质所组成,气体通过量孔介质的泄漏率为层流流率与分子流流率之和[5]。假定多孔介质各向同性,气体流过量孔介质的流道由s个曲折折曲且半径大小不等的毛细管组成,某1毛细管半径为ri,流体不可紧缩,则有: (p1-p2)(1)式中,LR为泄漏率;l为毛细管平均长度;η为气体粘度;p1、p2分别为毛细管两真个压力;c为毛细管曲折度系数;R为通用气体常数;T为气体绝对温度;M为气体分子量;pm=(p1+p2)/2,为毛细管两端压力的平均值。式(1)可用来描述气体通过垫片的泄漏。研究表明,垫片泄漏通道半径r随垫片紧缩量的增大而减小,即随垫片残余压紧应力的增大而减小,它与垫片残余压紧应力σr间存在以下负指数关系[6]:r=f(σr-n)(2)式中,n为常数。气体通过垫片的泄漏率因此可表示成以下情势:(3)式中,AL、AM、nL、nM为常数;b为垫片宽度;L为垫片单位外周长的泄漏率。可见气体通过垫片的泄漏率是垫片残余压紧应力、介质压力、物性参数和垫片尺寸的函数。分析式(3)可以发现,在高垫片压紧应力及低实验压力下,气体通过垫片的泄漏主要呈分子流状态,泄漏率与压差(p1-p2)成正比,此时层流引发的泄漏可忽视不计;在低垫片压紧应力及高实验压力下,泄漏主要表现为层流,泄漏率与压力平方差(p12-p22)成正比,此时分子流引发的泄漏可忽视不计有产权房能强拆吗,压力容器和管道的大部分密封属于这1类型。2 实验2.1 实验装置和方法图1为垫片密封实验装置简图。实验机为立柱、油缸型,采取液压加载。实验法兰为刚性模拟法兰。上下法兰与垫片外侧设置1环形封板,构成1密闭的环形空腔,封板与法兰间采取"O"形橡胶圈密封。该空腔经接收与泄漏率丈量系统相连。泄漏率根据密闭空腔集漏-状态方程法测定,系统可测的最小泄漏率为5×10⑸ Pa.m3/s[6]。1.实验垫片 2.上法兰 3.下法兰 4.环形空腔接资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章