刘 健 闫振汉 陈 庆

(1.吉林化工学院机电工程学院 吉林吉林 132022；2.吉林工业职业技术学院机械与汽车技术学院 吉林吉林 132013)

管法兰密封系统主要由法兰、螺栓和垫片组成，广泛用于石油化工、电气等行业中[1]。该系统主要通过增加螺栓预紧力从而压缩垫片，达到密封作用[2-3]。凸管法兰密封系统因工作压力和温度较大，且垫片不易被挤出，因此应用场合众多[4]。但受系统内压力、温度、介质的腐蚀性及外界因素的影响，该系统会发生泄漏，严重危害操作人员生命安全及设备运行[5]。因此，研究凹凸管法兰密封系统密封性能是非常有必要的。

近年来，国内外研究人员对管法兰系统密封性能开展了较多工作。NECHACHE和BOUZID[6]通过理论和有限元软件分析了高温下管法兰系统各组件蠕变情况，并进行精准的预测。KHAN等[7]应用三维有限元模拟软件，研究螺栓对密封性能影响，研究表明，不同的装配方式和分散力均能对密封性能造成影响。南京工业大学顾伯勤研究团队[8-9]对螺栓法兰紧密性和连接可靠性进行了分析，研究表明，增加垫片应力可降低连接的泄漏率，且应用有限元和Monte-Carlo法提出了新型数值模拟方法并进行了验证。华东理工大学蔡仁良研究团队[10-11]应用有限元分析方法，对承受外载荷作用下垫片的非线性特性进行了模拟，计算了垫片应力及法兰应力，同时对稳态中法兰接头密封性进行了分析，研究表明垫片因蠕变引起减薄。北京化工大学的安维峥等[12-13]考虑垫片的非线性性质和应力-应变时滞效应，对预紧工况和加压工况下密封垫片的压紧应力进行了分析，研究表明，绝大多数垫片材料都具有应力-应变时滞效应,该时滞效应对法兰接头中垫片应力的大小和分布都有很大影响。……