高溫法蘭連接系統(tǒng)可靠性及風(fēng)險評價.pdf

1、隨著現(xiàn)代過程工業(yè)裝置逐漸向著大型化和高參數(shù)方向發(fā)展，為保證裝置的長周期安全運行，對其密封連接結(jié)構(gòu)，特別是工作在高溫下的螺栓法蘭連接系統(tǒng)的可靠性提出了越來越高的要求。高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)的失效不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且還會污染環(huán)境，甚至釀成重要人員傷亡事故。因此，對高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)進行可靠性分析及風(fēng)險評價具有重要意義。本文主要工作如下： 1. 在工業(yè)生產(chǎn)中，許多機械和設(shè)備的法蘭連接系統(tǒng)都是在高溫、高壓條件下工作的。由于長期

2、在高溫狀態(tài)下工作，高溫蠕變會使得法蘭連接系統(tǒng)的螺栓材料產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形，直至破壞。為了研究螺栓材料在高溫下的特性，本文對25Cr2MoVA 螺栓材料在550℃下的高溫蠕變性能進行了試驗，由實測的蠕變試驗數(shù)據(jù)，通過Oring6.0 和Nonline 等軟件擬合出了25Cr2MoVA 螺栓材料的高溫蠕變本構(gòu)方程。 2. 近年來，由于法蘭連接系統(tǒng)數(shù)目的增加、工況條件的復(fù)雜性，法蘭連接系統(tǒng)的故障率也不斷的上升。為了更方便、直觀、簡

3、潔的分析螺栓法蘭連接系統(tǒng)的可靠性，本文根據(jù)對某石化企業(yè)的工況調(diào)研，結(jié)合大量文獻查閱，建立了高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)的故障樹。利用Semanderes 計算方法得到高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)的故障樹底事件的最小割集，并由最小割集計算得到故障樹底事件的結(jié)構(gòu)重要度，找出了高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)容易發(fā)生失效的底事件，為分析查找高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)失效原因提供了可靠的依據(jù)。 3. 本文基于考慮螺栓蠕變的高溫法蘭連接系統(tǒng)變形協(xié)調(diào)方程，以最大允許泄漏率建

4、立極限方程，計算出泄漏失效概率。根據(jù)構(gòu)造出的高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)故障樹，利用模糊數(shù)學(xué)原理和專家評判法，對高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)采用了定量和模糊相結(jié)合的分析方法，得出高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)故障樹頂事件的失效概率。 4. 高溫螺栓法蘭連接系統(tǒng)由于其工況的復(fù)雜性、操作的不確定性，導(dǎo)致其風(fēng)險完全消除是不可能的，但是通過確定系統(tǒng)的風(fēng)險等級，并采用一定的方法可以把預(yù)期的風(fēng)險值降低到可以接受的水平。本文根據(jù)利用傷害模型對影響失效后果的五種因素（設(shè)