Известно, что термические явления и переходные тепловые эффекты играют важную роль в утечках во фланцевых соединениях под давлением. Когда происходит утечка, инженерная задача состоит в том, чтобы понять и правильно диагностировать роль температуры и тепловых переходных процессов в этой неисправности и тем самым определить меры, необходимые для предотвращения будущих утечек. Кроме того, @ поскольку большинство нормативов по сосудам под давлением требуют учета тепловых эффектов без предоставления методологии @, возможно, более серьезная инженерная задача стоит перед проектировщиком фланцевого соединения. Это необходимо не только для определения температурного воздействия на конструкции фланцевых соединений в соответствии с требованиями норм, но и для оценки конструкции, чтобы гарантировать работу без утечек с учетом ожидаемых тепловых явлений. В этом Бюллетене представлен набор аналитических инструментов и рекомендаций для решения этих проблем. Целью проекта PVRC 01-BFC-05 было обобщить результаты докторской работы автора о влиянии температурных нагрузок на болтовые фланцевые соединения и опубликовать сводный документ, содержащий рекомендации по проектированию для борьбы с температурными эффектами и относительной величиной этих эффектов. . Сообщая об этой работе@, Бюллетень предоставляет пользователям упрощенные методы теплового расчета, которые позволяют проектировщику фланцевых соединений или специалисту по устранению неполадок на месте определить влияние установившихся или переходных температур на фланцевые соединения@, включая оценку возможности утечек. Это достигается автором в виде читаемого пошагового процесса, который предоставляет инструменты для ответа на такие вопросы, как: Какое увеличение нагрузки на монтажные болты будет достаточным для преодоления ожидаемых тепловых явлений? Достаточно ли прогиба фланца, вызванного тепловым взаимодействием компонентов соединения, чтобы вызвать утечку из-за потери нагрузки на прокладку? Может ли радиальный сдвиг прокладки из-за дифференциального радиального расширения фланцев или трубной решетки, вызванного разницей температур сопрягаемых фланцев или свойств материала, привести к отказу? Возможно ли разрушение прокладки из-за повышенной нагрузки, вызванной тепловым взаимодействием компонентов соединения? Какая нагрузка на болты и прокладки может быть потеряна из-за температурного переходного режима@ или внезапного охлаждения@ без сбоя? Если к работающему неизолированному фланцевому соединению применяется изоляция, насколько горячее фланцевого кольца могут быть болты? Является ли этот переходный процесс достаточной причиной утечки? После обзора реакции болтового фланцевого соединения на термические нагрузки@, причины выхода из строя и базового описания механического и термического анализа@ представлена подробная процедура расчета. Для простоты расчетным методом принимаются осесимметричные и в целом одинаковые ответные фланцы. Затем даются подробные инструкции по распространению этого подхода на неидентичные пары фланцев, соединения с трубной решеткой (кольцевые соединения теплообменника) и накладками. Этот метод сначала обеспечивает получение результатов по установившейся температуре и деформации, а затем позволяет рассчитать установившуюся нагрузку на болт с использованием податливости компонентов. Оценка переходных эффектов путем расширения этих результатов и использования серии графиков, показывающих время достижения 95% и 5% температуры устойчивого состояния для каждого компонента, завершает процесс. Приложения A–D содержат дополнительную информацию о деталях методологии расчета. Приложения E и F иллюстрируют метод расчета с помощью доступной электронной таблицы Excel.
BULLETIN 510-2006 История
2006BULLETIN 510-2006 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ