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锻打法兰密封连接问题及其垫片材料的高温性能

锻打法兰零件的成形特性,在成形过程中法兰区在冲头挤压作用下向外流动,此时法兰外缘受到的切向拉应力为主应力。容易使毛坯产生开裂。所以为了避免法兰类轴对称(symmetry)零件在挤压中开裂,提高成形极限,考虑改变传统热挤压成形工艺,在挤压中提供径向局部加载的方式改变法兰区变形过程中的受力状态,提高塑性变形能力。在实际成形中主要采用侧向滑块与坯料接触,通过(tōng guò)液压传动装置与侧向滑块连接提供径向加载。在冲头挤压坯料过程中,坯料同时受到径向压力.在侧向保压的条件下向外流动,使法兰区的塑性变形程度提高。

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锻打法兰密封连接是压力容器、工艺设备(shèbèi)、动力机器和连接管道等过程(guò chéng)工业装置中最常见的可拆连接形式,它的失效是有可能带来灾难性后果的。聚合物密封垫片长期使用后易老化造成应力松弛;普通不锈钢或铝制密封垫片由于弹性模量小,密封效果又受到影响,而且螺栓在长期拉伸状态下也表现出蠕变松弛。在核电站、宇航设施等特定工况下,要满足法兰连接的密封要求,必须保证在长周期工作状态下密封元件上仍能维持足够的压紧应力。目前,形状记忆合金(SMA)制成的管接头(Pipe joints)在实际工程中已经得到广泛(extensive)应用,特别是在航空用液压管路的连接中,然而SMA在螺栓法兰连接上的应用还处于基础研发状态,对于高温状态下的应用还只是设想。

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锻打法兰密封连接的蠕变松弛是垫片、螺栓与法兰相互作用的结果。法兰盘生产厂家凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件,一般都称为“法兰”,如通风管道的连接,这一类零件可以称为“法兰类零件”。法兰盘简称法兰,只是一个统称,通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。这东西在机械上应用很广泛,所以样子也千奇百怪的,只要像就是叫法兰盘,其名字是来源于英文flange。

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当螺栓法兰连接进入工作状态后,在介质(起决定作用的物质)压力的作用下,螺栓变形伸长,垫片变形减薄,起密封作用的压紧力下降。随着时间的推移和温度的作用,各元件逐渐增大的蠕变使得垫片上的压紧力愈来愈小,最终导致密封失效。特别是高温状态下的法兰连接中,蠕变松弛现象更为明显。内径150mM、工作温度500cC,内压10MPa下的法兰组采用12组高温钢制成的M30螺栓连接,在装配(assemble)使用一年后,压紧力只有初始预紧力的l/3。法兰盘生产厂家凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件,一般都称为“法兰”,如通风管道的连接,这一类零件可以称为“法兰类零件”。因此,在增加螺栓法兰连接密封寿命(lifetime)和减少维护方面,选用合适的垫片和螺栓材料减缓这种蠕变松弛行为一直是重要的考虑因素。

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锻打法兰就是两个大口径管道的连接装置,通常是两个法兰片加若干紧固螺栓(组成:头部和螺杆组成)。碳(C)素钢法兰就是碳素钢制成的法兰。低碳钢塑性好强度低,加入适量碳元素后就会变得坚硬,塑性降低(reduce)强度增强。法兰连接法也是与铸铁管及钢管之间最简单的连接方法。而对焊法兰则可用于检查口的开口上。另外,法兰连接适用于管径从φ50-315mm的管件连接。其性能特点:非刚性连接、可拆装、抗拉力。法兰连接法通常作为低压输送管线上可拆卸的连接件。法兰连接有可能需要承受很高抗拉、抗压、抗扭、抗剪强度,碳钢法兰就是较好的选择。一般用在管道上,那样的话,松掉螺栓可以旋转两边的管道,再拧紧可以较方便的拆装管道材质是碳钢的法兰叫碳钢法兰。承插式伸缩短管连接法适用于管径从φ32-315mm的管件连接。其性能特点:非刚性连接、可拆装、抗拉力。安装承插式伸缩短管连接件,必须使用锚固管卡进行固定,以防止在热胀冷缩中承插管位置的移动。

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