考虑高温蠕变的螺栓和法兰材料的选配*

2021-11-04章兰珠毕乐文

润滑与密封 2021年9期

关键词：模型

章兰珠毕乐文

(华东理工大学机械与动力工程学院上海 200237)

选取合适的螺栓、法兰和垫片进行配合是保证螺栓法兰连接系统能够正常服役的关键，而当螺栓法兰接头规格与类型已经确定时，螺栓和法兰材料的选择便是设计者们考虑的首要问题。目前，学者们主要参考HG/T 20592—2009和HG/T 20635中的钢制管法兰、垫片和螺栓的选配规定进行选配[1-2]，这些标准主要是针对常温环境下工作的螺栓法兰接头的选配，没有考虑温度的影响，更没有考虑蠕变的影响。虽然也有学者对高温环境服役的螺栓法兰接头的选材进行了研究[3-4]，提出选择高温螺栓材料时不能只考虑高温强度性能，应同时进行法兰和螺栓的综合分析。但目前文献涉及的分析基本局限在金属高温强度与刚度、热膨胀系数等性能，很少涉及高温蠕变对螺栓法兰接头的影响。这与现有的法兰设计准则还是以强度准则为主直接相关。但实际上高温蠕变对螺栓法兰接头的紧密性有很大影响，随着以欧盟EN1591-1为代表的基于泄漏率的法兰接头设计方法的逐步推广，高温法兰接头在选材时对不同材料蠕变性能的考虑日渐重要。

螺栓和法兰材料不同，高温下的蠕变速率也不一样，由此导致服役后法兰接头的密封性能不同。本文作者基于法兰和螺栓材料的蠕变速率，对比研究法兰蠕变速率大于螺栓蠕变速率以及小于螺栓蠕变速率的两组不同组合的螺栓法兰接头的密封性能。