螺栓法兰连接系统维修策略研究

摘要

过程工业中由于密封系统失效而导致的燃烧、爆炸及有害介质的泄漏事故频繁发生。选择合适的螺栓法兰连接结构，并全面考虑各因素对连接结构可靠性的影响，可提高设备或管道的安全性，降低泄漏引发事故的风险。研究螺栓法兰连接系统维修策略，降低系统的故障率，从而保证设备的安全、高效运行，具有重要的工程应用价值。 本文应用可靠性理论、模糊推理法和逻辑决断法，以扬子石化公司芳烃厂关键设备的螺栓法兰连接系统为研究对象，建立以可靠性为中心的维修（RCM）智能决策方法，从而弥补传统维修技术的不足。主要研究内容有： （1）对金属八角垫片的高温力学性能、密封性能以及螺栓材料高温蠕变特性进行了试验研究。并通过数值拟合得到了相应的表征方程。 （2）研究螺栓法兰连接系统中介质温度和压力、各元件的主要结构尺寸、材料强度以及预紧载荷等因素的随机分布规律，在紧密性分析方法的基础上，依据应力－强度干涉模型，建立基于可靠度的连接系统寿命预测方法，确定其检修周期，并编制相应的可视化计算软件。 （3）针对不同的介质和工况条件，结合现场资料和专家经验，采用故障模式、影响及危害度分析方法（FMECA），对螺栓法兰连接系统的故障原因及后果进行了分析。在此基础上，采用风险排序法和模糊推理法实现了对故障风险等级的定量评价。 （4）以FMECA和现有故障维修策略为基础，借助于逻辑决断法，提出了适用于不同故障模式的维修策略。并以加氢反应器为例，在对其进行寿命预测和故障风险分析的基础上，提出了相应的检维修策略。