EVA、高压聚乙烯项目解析
EVA主要工艺条件:
t:-46℃~315℃,PN37.5Mpa,DN卡套式≤250,DN非卡套式≤2000,介质:过程气体。
高压聚乙烯主要工艺条件:
t: ℃,PN Mpa,DN≤200,介质:
传统法兰已经不适应现代飞速发展的煤化工非常苛刻的工艺生产条件:高压、超高压、高温、超高温、易燃易爆、有毒有害、腐蚀、高速流体带来的磨损,都围绕在我们身边,稍有不慎就会造成重大事故!
1.传统法兰问题:
无论是透镜垫、八角垫还是椭圆垫,都可以简化成一个平焊法兰做受力分析,如图一:
图一 |
螺栓力F拧紧,垫片A部分可能塑性变形,C部分可能尚未压到位,中间部分B是有效的密封比压,作用在垫片上的外力分布,如图一所示。 当F与F’不在同一条直线时,必然形成一个力偶M,内压P有可能波动,导致密封比压降低。 |
从图二、图三、图四中看出:
i 弯矩可能使密封环C部分被挤压,塑形变形,D部分可能尚未压到位;
ii 4的倍数棵螺栓,对法兰的压紧力本来就不可能均匀、精准,在外力作用下螺栓力更不可能均匀,因此,密封垫在360°方向始终承受不均匀的载荷。
iii密封垫的材料,硬度、强度都比法兰更低,被法兰强行挤压,局部塑性变形,形成有效的密封比压。
iv都知道管道是在设备之间弯来弯去,当温度、压力波动时,作用在法兰间的垫片,承受的各种外力极其不规则,一旦有效的密封比压失效,重大事故随即发生。
现代工业已经进入高科技时代,就如牛车、马车不能进入高速公路一样,现代工程设计,传统法兰的应用应该谨慎!
2.zy-loc高压自紧式法兰的先进性:
由于传统法兰在整个装置的管路系统中,存在严重的与管道强度不匹配,尤其是高温、高压、低温、高压、有毒有害,易燃易爆管道连接上,上世纪60年代,欧美发达国家就强行规定2500磅级必须使用自紧式法兰Grayloc,改革开放,先进技术涌入中国,炼油的加氢、重整、S-zorb、炼焦,化工的合成氨、尿素,煤化工的气化、反应炉的内连接、反应器的各接口连接,舰船的油压系统,核电的快堆、换热器管口连接,等等,由于很多人知其然,不知其所以然,推广先进的技术难上难!老外的代理商天价卖给咱中国人,大把大把赚走中国人的钱。
2002年5月,植源科技开始策划研究zy-loc,2004年率先应用在湖北华强合成氨、尿素的压缩机上,一举获得成功,2005年,又通过中石化SEI专家们反复评审、集体承担责任的形式签字认可,批量应用在中国神华鄂尔多斯煤制油工程项目上,2009年5月23日,中国神华在北京召开了对世界首套“煤直接液化制油”做出特殊贡献的47家单位的表彰会,只有成都植源和上海电气同时获得了最高荣誉“国产化研发合作伙伴”!二十多年来,国内外各大工程项目的应用,至今数以万计的zy-loc从未有一例不良记录,这是植源科技的骄傲!中国人的骄傲!
那么zy-loc究竟优秀在哪里:
i 由于力学结构的根本改变,核心技术“T型密封环”的分工,T型臂的弹性变形,360°方向的均匀受力,球形螺栓的特殊作用,α与β的角度配合关系,等等,使zy-loc连接部位强度非但不减弱,反而增加了强度,是管道母材的1.46倍!
ii 从图五、图六、图七看出:
当拧紧球形螺栓,两套节给T型环的筋两个夹紧力F,此时间隙h消除,由于α>β,两套节的斜锥面就迫使T型臂的唇向内收缩,这就形成初始密封,当内压p上升,T型臂出现向上的F力,套节锥面产生一个反作用力F’,这样压力越高,锁紧力越大,2004年我司就将其定义为“高压自紧式法兰zy-loc”。
iii螺母底部是球面,卡套的接触面也是球面,这样螺母有可以自动调直螺栓的功能,螺栓力使套节在360°方向与T型臂均匀受力,所有外力都被足够刚度、强度的卡套阻挡在外,这就是真正无泄露的原因所在!T型臂结构设计时,全部按弹性变形设计,如图八、图九:
T型臂如同一盘弹簧,强度计算时,只要外力<δs,任随压力怎样波动,密封始终有效,这是任何一种密封形式所不及的!因此,发达国家上世纪60年代,就强行规定2500磅级项目,必须使用Grayloc。
3. 中国zy-loc,美国Grayloc,英国Vector,意大利G-loc,世界仅有的四个品牌的区别:
核心技术就在T型密封环上,谁研究通了,谁就可以独树一帜。
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H、θ、S、δ四个品牌都不一样,当然,结构设计、强度计算结果肯定不一样,各国的执行标准也不一样,安全系数同样不一样,zy-loc按GB150,安全系数取得更高。 |
H更宽,抗弯矩、扭矩的能力更强!二十年来,数以万计的zy-loc,应用在国内外各大工程项目中,无一例不良记录,这就是“王炸”!
植源科技经过二十余年的潜心研究zy-loc,现在能做到:口径DN<1500,PN<150Mpa,温度 -273℃<t<700℃。
如果压力特别高,一定视口径大小而决定;温度特别高,一般在镍合金、钛合金里选,但压力不宜过高。
材料,碳钢、不锈钢、合金钢。
口径越大,压力相应更小,压力越大,口径更小,无论怎样苛刻的工艺条件,都必须有几个环节:结构设计、材料选定、力学建模、有限元强度计算、加工工艺、工装设计、型式试验,等等。
二、DN1200非卡套式自紧式法兰,通过石油工业井控装置质量监督检验中心第三方权威机构检测
三、卡套式zy-loc应力计算
1.计算条件、有限元模型及网格划分;
2.位移边界条件及加载;
3.应力计算:
a.螺栓应力 b.内压下的应力 c.最大拉力(轴向)作用下的应力
d.最大轴向拉力和内压共同作用下的应力 e.管道弯矩作用下的应力 f.管道扭矩作用下的应力 g.螺栓应力计算
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