不銹鋼螺栓法蘭連接失效分析及預防措施：目的研究低溫環境下不銹鋼法蘭螺栓連接失效機理。方法采用宏觀檢測、微觀檢測和化學成分分析、能譜分析等方法,對不銹鋼螺栓材質的化學成分及斷口處腐蝕產物的成分進行分析。結果引起螺栓斷裂的主要原因為低溫環境下引起的應力腐蝕開裂。結論根據不銹鋼螺栓應力腐蝕的主要影響因素提出了低溫加注系統中螺栓應力腐蝕的預防措施。

柔性法蘭連接器通過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鉚釘固定在一起的前壓板和前壓板塊,通過在前壓板和前壓板塊接觸面開設凹槽,將鋼絲繩組緊固在凹槽內;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鋼絲繩組形成柔性鏈接,在設備工作振動環境下,設備總體為振動源,通過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組件時,其量級已經被柔性連接的鋼絲繩組緩沖減小,作用到電機組件本身的振動量級大大減小。本發明連接器結構簡單、拆裝方便、用途廣泛。

以試驗裝置中的螺栓、法蘭及墊片整體作為研究對象,考慮了各元件的非線性接觸關系,使用實體單元、預緊單元和接觸單元進行了有限元分析計算,實現了對法蘭連接系統的預緊過程和操作過程的數值模擬,得到了不同工況條件載荷步下螺栓、法蘭及墊片各節點的數值解,包括各元件應力應變云圖、位移云圖及接觸壓力云圖等。通過有限元數值模擬還得到了預緊螺栓載荷與墊片接觸壓力的對應關系,測試結果與有限元分析結果有較好的一致性。基于螺栓載荷及墊片壓緊力測試及有限元數值模擬,引入了無線測量技術的應用,驗證了無線應變測量的可靠性和準確性,實現了對螺栓載荷及墊片壓緊力的無線測量;探討了法蘭連接端面摩擦力對預緊扭矩傳遞的影響,發現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律,發現當一根螺栓發生斷裂或未預緊的情況時,墊片密封接觸面局部發生分離即發生泄漏失效。