高压换热器密封中螺纹受力分析

和隔膜密封型式进行的螺纹应力 分析 ，给出以上两种密封型式螺纹齿的应力分布情况。
中 图分 类 号 ：Ｔ ５ Ｑ０ １
Ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ｉｙ Ａ ｎ ｌ ｓｓｏ ｒ ａ ｎ Ｔｈｒ ａ － ｃ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅ ｓＩ ｔ ｎｓｔ ａ ｙ ｉ ｆＴｈ ｅ ｄｓｉ ｅ ｄ Ｌｏ ｋ ｎｇ Ｒｉ ｇ ａ ｄ
换热 器 的密封结 构 的设 计 既要考 虑密 封 ｌ 生能又 要考 虑便 于安装 、维 护 、节省投 资 、降低 加工难 度
等 因素 。 目前 为止螺 纹锁 紧环 和隔膜 密封 型式换 热
作 用于 和 ｘ ｄ 之 间的某螺 纹 牙上 的轴 向力 为 ＋ｘ ｄ ，根 据螺 栓 和螺母 螺纹 的变 形 ６ Ｆ ，
ｄ ｄ Ｆ ＝
和 ８６ ，
（ ３）
与 之 间 的关 系 ， 以得 到式 （） 可 ３如下 的微分方 程 。
器被 广泛 应用 于诸 多加氢 装置 中 ，以上这 两种 密封 型式 都涉及 到 螺纹 密封换 热器 中管箱 平 盖主螺 栓螺 纹 的 受力 情况 是换 热器设 计成 功与 否 的重要环 节 。 下 面将分 析螺栓 在轴 向拉 伸 的条件下 螺栓 各螺 纹受 力 的分布 情况 ， 通过 Ａ Ｓ Ｓ软 件对该 条件 下螺 ＮＹ 纹进 行应 力分 析 ，给 出工程设计 中高压换 热器 密封
Ｄｉ ｐｈｒ ｇ ａ ｆＨ ｉ ｈ ｐｒ ｓ ｕｒ ｅ ｔＥｘｃ ｎ ｅ ａ ａ ｍ Ｓｅ ｌ ｇ ｅ ｓ ｅＨ ａ ｏ ｈａ ｇ ｒ Ｙ ＮＧＹ－ ｎ ，ＧＯ Ａ ｕ ｅｇ ｆ ＮＧＪ —ｕ ｕｈａ
（ ｉ ａＨｕ ｎ ｉ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ＆ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ＣＯＲＰ Ｌｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｂ ｏ ａ ｙ Ｌ ａ ｎ ｎ ｕ ｈ ｎ １ ３ ０ ． ｉ ａ Ｃｈ ｎ ａ ｑ ｕ Ｃｏ ｔ ｔ ａ ｎ ｇｎ ｅｉ ｎ ． ａ ｎ ｎ ｕ ｃ ｍｐ ｎ ， ｉ ｏ ｉ ｇＦ ｓ ｕ １ ０ １ Ｃｈ ｎ ）
中螺 纹齿 的应 力强 度 ，供 参考 。
１ 螺纹受力分析
图 １ 示为一 螺纹 的结 合并受轴 向拉力 的作 用 ， 所 受力分 析未考虑螺 纹面和支 承面上摩擦 力 的影 响 。 如 以螺母 顶 面为原 点 ，在 位置 处作 用于螺 栓 垂 直截 面上 的轴 向力 为
为 ＾ ，螺母 的缩短 为 ：
（ 国寰 球工 程公 司辽 宁分 公 司 ，辽 宁 抚顺 １３０ 中 １０ ６）
摘
关 键
要 ：依据轴向载荷作用下螺纹受力 的理论推导和 Ａ Ｓ Ｓ应力分析软件对高压换热器螺纹锁紧环密封 ＮＹ
词 ：螺 纹 ；螺 纹 锁 紧环 式 换 热 器 ；隔膜 密 封 式 换 热 器 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ４ ０ （ ０ ２） ７ ０ ４ — ２ ６ １０ ６ ２ １ ０ — ７ ０ ０
在 位置处 螺栓 的伸 长
广 巨
（） １
螺 纹牙 上 的轴 向力 与每 单位 圆周 长 的平均 轴 向
力之 比 为 ：
作器 ；０峰－１ｇｙｕ ｅｎ辽抚ｃｏｒ。工师１ 年业抚石学化设 与械业研方 ：事 力器计 薯 作 。２６８ａｎ，，宁顺ｎ 程 ，９ 毕于顺油院Ｚ备机 专，究向从压容设 者介 ２Ｅ０２一 男ｇ＠ｈ ｃ ｃ． ． 简 ： １ （：ｙ ）ｆ ｑ ｅ 人 宇 １ 杨 －Ｉ ９ ７ ， ９ ４ 化设 － 客 Ｚ － －ｍａｌ ｉ
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随着炼 油行业 的发 展 ，加 氢 装置 的处理 能力 已 达到 ３ ０万 ｔ ，装 置 中的高温 、高压换 热 器 的最 大 ５ ／ ａ
直径 已达 到 １ ０ ０ｍｍ，如何保 证大 型换 热器 密封 ６
性能 已成 为设计 换热 器 的关键 问题 。
式 中： 和 Ａ —ｘ 螺栓 和螺母 的垂直截 面 积 ； 处 Ｅ 和 Ｅ广 螺 栓 和螺母 的弹性 模量 。 ｂ ，
：
图 １ 螺 纹 轴 向受 力 图
Ｆｉ ． ｉ ｌ ｏ ｃ ｇ ｒ ｆ ｈｒ ａ ｇ １Ａｘ ａ ｒ ｅ ｆ ｕ ｅｏ ｅ ｄ ｆ ｉ ｔ
根据 边 界条件 求解 微分 方程 可 以知道 螺纹 牙上 的轴 向力 与 螺栓所 受轴 向力 之 间的分 布关 系 ，具 体
的推导过 程参 见文献 【】 ｌ。
第４ １卷 第 ７ 期
２１ ０ ２年 ７月
当
代
化
工
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Ｖ １４ Ｎ ． ｏ ． １． ０ ７ Ｊ ］ ｕ Ｙ，２ １ ０ ２
高压换 热器密封 中螺纹受力分析
杨 宇峰 ，龚菊华