不銹鋼螺栓法蘭連接失效分析及預(yù)防措施：目的研究低溫環(huán)境下不銹鋼法蘭螺栓連接失效機(jī)理。方法采用宏觀檢測(cè)、微觀檢測(cè)和化學(xué)成分分析、能譜分析等方法,對(duì)不銹鋼螺栓材質(zhì)的化學(xué)成分及斷口處腐蝕產(chǎn)物的成分進(jìn)行分析。結(jié)果引起螺栓斷裂的主要原因?yàn)榈蜏丨h(huán)境下引起的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。結(jié)論根據(jù)不銹鋼螺栓應(yīng)力腐蝕的主要影響因素提出了低溫加注系統(tǒng)中螺栓應(yīng)力腐蝕的預(yù)防措施。

柔性法蘭連接器通過(guò)鋼絲繩組將前法蘭體和后法蘭體連接,其中前法蘭體包括通過(guò)鉚釘固定在一起的前壓板和前壓板塊,通過(guò)在前壓板和前壓板塊接觸面開(kāi)設(shè)凹槽,將鋼絲繩組緊固在凹槽內(nèi);同樣將后法蘭體與鋼絲繩組緊固連接,這樣前法蘭體和后法蘭體通過(guò)鋼絲繩組形成柔性鏈接,在設(shè)備工作振動(dòng)環(huán)境下,設(shè)備總體為振動(dòng)源,通過(guò)前壓板體傳遞至鋼絲繩,再由鋼絲繩組傳遞至后壓板及電機(jī)組件時(shí),其量級(jí)已經(jīng)被柔性連接的鋼絲繩組緩沖減小,作用到電機(jī)組件本身的振動(dòng)量級(jí)大大減小。本發(fā)明連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、用途廣泛。

以試驗(yàn)裝置中的螺栓、法蘭及墊片整體作為研究對(duì)象,考慮了各元件的非線性接觸關(guān)系,使用實(shí)體單元、預(yù)緊單元和接觸單元進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了對(duì)法蘭連接系統(tǒng)的預(yù)緊過(guò)程和操作過(guò)程的數(shù)值模擬,得到了不同工況條件載荷步下螺栓、法蘭及墊片各節(jié)點(diǎn)的數(shù)值解,包括各元件應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D、位移云圖及接觸壓力云圖等。通過(guò)有限元數(shù)值模擬還得到了預(yù)緊螺栓載荷與墊片接觸壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系,測(cè)試結(jié)果與有限元分析結(jié)果有較好的一致性。基于螺栓載荷及墊片壓緊力測(cè)試及有限元數(shù)值模擬,引入了無(wú)線測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用,驗(yàn)證了無(wú)線應(yīng)變測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)螺栓載荷及墊片壓緊力的無(wú)線測(cè)量;探討了法蘭連接端面摩擦力對(duì)預(yù)緊扭矩傳遞的影響,發(fā)現(xiàn)利用端面軸承減小摩擦可以很好的減少能量的消耗并增加扭矩的傳遞作用,促使螺栓軸向載荷增加約150%;探討了不均勻螺栓載荷對(duì)墊片接觸壓力的影響,得到了不同工況下墊片接觸壓力的分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)當(dāng)一根螺栓發(fā)生斷裂或未預(yù)緊的情況時(shí),墊片密封接觸面局部發(fā)生分離即發(fā)生泄漏失效。