邓 超，柴庆友，庄 严，徐 明，吕 明

（1. 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）

U形管换热器法兰接头密封性能分析

邓 超1，柴庆友1，庄 严1，徐 明1，吕 明2

（1. 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）

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。

法兰接头；等效管板；压差；垫片应力；时滞效应

U形管换热器因其拆卸方便、结构简单、承压能力强等优点，被广泛应用于炼油、化工、轻工业等领域[1]。所采用的密封装置形式多样，其中螺栓法兰连接应用最为普遍。但法兰接头在研究中存在以下困难：（1）足够的法兰刚度仅能保证法兰环不会产生过大的翘曲变形，而不能作为垫片是否满足密封要求的判据。（2）必须将法兰接头作为一个系统进行分析，考虑各元件间的相互作用。（3）法兰接头中的结构和材料非线性特性[2]。采用APDL语句建立了参数化法兰接头的三维有限元模型，考虑了垫片材料压缩时应力应变曲线的非线性特性及回弹时的时滞效应，分析了不同管、壳程压差对管板及管、壳程垫片应力分布的影响。……