李伟华

(中国石化中原油田普光分公司，四川达州 636156)

0 前言

在设备日常维护保养及检修工作中，法兰螺栓紧固主要依赖作业人员的实际操作经验，缺乏有效的量化指标。操作人员在进行法兰螺栓紧固时存在用力不均的情况，若紧固过紧，易造成垫片失效或损坏，严重时可导致螺栓变形、滑丝或断裂；若紧固过松，则易于发生泄漏。某气田作为国内最大的高含硫酸性气田，集输及净化工艺复杂,酸性天然气中含高浓度硫化氢气体，一旦发生气体泄漏，不仅会给企业带来巨大的经济损失和人员伤亡，还会造成极恶劣的社会影响。针对法兰螺栓紧固及密封领域存在的问题，系统分析法兰连接过程中导致泄漏的关键因素，通过有限元模拟仿真方法，确定不同形式的密封垫在螺栓紧固后其真正的变形回弹量，并应用到螺栓扭矩理论计算中修正单纯的理论计算值。运用此计算值，对厂内部分关键法兰进行定力矩紧固技术措施，构建法兰连接完整性管理及带压密封技术，消除设备法兰连接失效风险，以确保设备安全长周期运行。

1 设备法兰连接紧固的有限元计算及结果

针对设备法兰连接领域存在的问题，详细开展了基于泄漏风险的法兰密封平衡定力矩紧固相关研究，采用有限元模拟计算与分析，确定了螺栓预紧力、螺栓变形和应力以及垫片应力变化规律，并最终对螺栓和垫片进行强度校核。并将研究成果在天然气净化装置检修中，对98对泄漏风险高的A级法兰进行现场验证应用，取得了较好应用效果。……