 法蘭對(duì)加快油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科發(fā)展步伐
國(guó)外法蘭生產(chǎn)廠家對(duì)船用法蘭連接的研究起步較早，并形成了相關(guān)的研究成果，如美國(guó)的壓力容器研究委員會(huì)(PVRC)的ASMEVIII-1鍋爐和壓力容器規(guī)范以及歐盟壓力容器規(guī)范EN13445等。其共同的思想是通過選取對(duì)表示墊片密封性能有重要影響的一系列參數(shù)(如墊片系數(shù)m，最小有效壓緊力y等)，研究各參數(shù)對(duì)墊片對(duì)泄漏率的影響來確定合理的墊片及法蘭結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn)是EN13445所選的參數(shù)多于ASME，不僅從墊片材料，而且還考慮了裝配，操作，卸載，蠕變等對(duì)密封的影響。我國(guó)GB150《鋼制壓力容器》與ASME基本相同，主要是基于m和y這兩個(gè)系數(shù)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
研究了多輪螺栓預(yù)緊過程，總結(jié)指出通過增加螺栓擰緊輪數(shù)可以改善載荷分布的均勻性。隨后，兩人通過實(shí)驗(yàn)提出了一種補(bǔ)償彈性交互作用的方法，通過實(shí)驗(yàn)確定彈性交互作用系數(shù)，然后將初始施加載荷乘以此系數(shù)來獲得最終螺栓應(yīng)力。許多情況下，必須通過施加更高的螺栓初始載荷來補(bǔ)償螺栓載荷的下降，然而，更高的載荷可能導(dǎo)致墊片失效，接頭扭曲甚至屈服。對(duì)于這些極端情況，通過增加螺栓擰緊的輪數(shù)來改善載荷的均勻性可能是更好的選擇。
對(duì)于穩(wěn)態(tài)熱一固禍合的研究己經(jīng)有較多文章，由于瞬態(tài)問題的計(jì)算所需的迭代增多，以及禍合的復(fù)雜性，相關(guān)的研究文獻(xiàn)較少。2006年，Ten自iaoLin和RunfangLi等人對(duì)核反應(yīng)堆所用的螺栓法蘭連接接頭進(jìn)行了三維瞬態(tài)密封分析，并利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，兩種方法具有較高的吻合度。該模型中考慮了瞬態(tài)和多重禍合場(chǎng)，并對(duì)1/4模型和全模型進(jìn)行了分析，分析過程包括預(yù)應(yīng)力，加壓，升溫及降溫。所得結(jié)果具有很大的參考意義。
根據(jù)世界發(fā)達(dá)國(guó)家的油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)都曾經(jīng)歷過一個(gè)高峰發(fā)展階段的規(guī)律特征，可以預(yù)見21世紀(jì)的前十多年將會(huì)成為中國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)，做好我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的學(xué)科建設(shè)工作，必將使油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮更大的支持作用。
1、充分調(diào)動(dòng)各方面的積極性
我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科長(zhǎng)期不受重視的重要原因是國(guó)家對(duì)石油工業(yè)實(shí)行嚴(yán)格計(jì)劃管理和石油工業(yè)重產(chǎn)量、輕效益的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式所致。如今政府已將石油工業(yè)推向國(guó)際化經(jīng)營(yíng)的大市場(chǎng)，這樣我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展活力和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)都相應(yīng)增大。河北孟村法蘭為了降低在國(guó)際油氣市場(chǎng)中的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該清楚地看到，我國(guó)現(xiàn)有的油氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)既脆弱不抵風(fēng)浪，又分散不成系統(tǒng)，加快油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)已勢(shì)在必行。有關(guān)決策機(jī)構(gòu)應(yīng)把發(fā)展油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)當(dāng)成關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)和我國(guó)油氣工業(yè)健康發(fā)展的戰(zhàn)略高度來認(rèn)真對(duì)待，通過制定優(yōu)惠政策調(diào)動(dòng)中央、地方和企業(yè)等多方面的積極性，為我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)的大發(fā)展?fàn)I造良好的外部環(huán)境和爭(zhēng)取足夠的建設(shè)資金。同時(shí)，油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的廣大科技人員更應(yīng)該有臥薪嘗膽、敢打硬仗的思想準(zhǔn)備，為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理好全國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)早作技術(shù)準(zhǔn)備。
2、盡快改善油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的基礎(chǔ)條件
如前所述，在國(guó)際國(guó)內(nèi)大環(huán)境影響下，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)發(fā)展的高峰時(shí)期即將來臨。然而，就我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科目前的基礎(chǔ)條件來看，如果不能及時(shí)得到改善和加強(qiáng)，在近期要承擔(dān)為適應(yīng)油氣儲(chǔ)運(yùn)大發(fā)展的需要而培養(yǎng)大批專業(yè)技術(shù)人才的重任是十分困難的。根據(jù)我國(guó)高校油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)現(xiàn)有的辦學(xué)能力，全國(guó)每年畢業(yè)的油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)本、?？茖W(xué)生人數(shù)尚不足500名，而且該專業(yè)過去較長(zhǎng)時(shí)期處于高校的非主干專業(yè)地位未受到重視，在師資配備和經(jīng)費(fèi)投入等方面都欠賬太多，致使這一學(xué)科在各高校的基礎(chǔ)條件都相對(duì)薄弱，因此短期內(nèi)要擴(kuò)大招生規(guī)模比較困難。面對(duì)該學(xué)科人才市場(chǎng)需求逐漸增大的形勢(shì)，目前設(shè)有油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的高校應(yīng)從辦學(xué)軟件和硬件建設(shè)等方面加大力度，尤其可利用當(dāng)前高校專業(yè)改革調(diào)整的機(jī)會(huì)，動(dòng)員一些相近學(xué)科專業(yè)的中、青年教師充實(shí)到油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)教師隊(duì)伍中。這樣既可以緩解目前油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)教師不足的矛盾，又可以發(fā)揮教師學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)，從而增強(qiáng)該專業(yè)教師隊(duì)伍的活力。
3、加大油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的改革力度
隨著相關(guān)技術(shù)學(xué)科的進(jìn)步和新技術(shù)學(xué)科的出現(xiàn)，油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科內(nèi)涵已發(fā)生了很大變化。傳統(tǒng)的以三大力學(xué)為支撐構(gòu)建的油氣儲(chǔ)運(yùn)知識(shí)結(jié)構(gòu)己不能適應(yīng)當(dāng)今解決油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)技術(shù)問題的需要，象現(xiàn)代油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)所采用的多相混輸工藝、全密閉輸送技術(shù)，SCADA控制技術(shù)，系統(tǒng)管理優(yōu)化決策技術(shù)和防腐新材料應(yīng)用技術(shù)等都使油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的知識(shí)范圍和研究領(lǐng)域向外擴(kuò)展了許多。因此作為培養(yǎng)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)技術(shù)人才的高校應(yīng)把改革該專業(yè)原來的培養(yǎng)方案和課程體系放在發(fā)展油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的首要位置，通過教學(xué)改革使油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加合理，進(jìn)一步充實(shí)計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化方面的基礎(chǔ)知識(shí)，增強(qiáng)經(jīng)營(yíng)管理方面的意識(shí)，提高綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)技術(shù)難題的實(shí)際工作能力。同時(shí)，在明確教改方向的基礎(chǔ)上，更新專業(yè)課程的有關(guān)內(nèi)容，修訂內(nèi)容陳舊的專業(yè)課教材，開發(fā)研制一些CAI課件，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。此外，在培養(yǎng)方案的改革中要注意為學(xué)生提供較寬發(fā)展方向的選擇機(jī)會(huì)，以便讓學(xué)生能根據(jù)個(gè)性特征和擇業(yè)傾向選修相關(guān)的知識(shí)強(qiáng)化模塊。在培養(yǎng)方式的改革中應(yīng)重視發(fā)展繼續(xù)工程教育和高層次人才培養(yǎng)，這不僅可以通過讓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一部分其它專業(yè)技術(shù)人員轉(zhuǎn)業(yè)從事油氣儲(chǔ)運(yùn)的工作來彌補(bǔ)目前高校油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)人才培養(yǎng)能力的不足，又可以為油氣儲(chǔ)運(yùn)培養(yǎng)一批具備交叉學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)豐富的高素質(zhì)科研人才和經(jīng)營(yíng)管理人才。因此，油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科只有通過不斷地深化改革才能肩負(fù)起推動(dòng)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)高速發(fā)展的歷史重任。
2007年中國(guó)石油大學(xué)的周先軍，仇性啟等人對(duì)螺栓法蘭連接接頭進(jìn)行了瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析，所建立模型為三維模型，并考慮墊片的非線性壓縮回彈特性，對(duì)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，并提取墊片、螺栓、法蘭的溫度場(chǎng)以及墊片的應(yīng)力時(shí)間相關(guān)性，結(jié)構(gòu)具有一定的參考意義。
板式平焊法蘭對(duì)外彎矩作用下的法蘭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值分析，并以PVRC緊密度計(jì)算為基準(zhǔn)，對(duì)外彎矩作用下的法蘭接頭泄漏進(jìn)行分析，通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，有限元結(jié)果具有高度的準(zhǔn)確性。
2009年Abdel-HakimBouzid對(duì)外彎矩作用下的法蘭接頭進(jìn)行了理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)及有限元模擬，他指出通過將外彎矩轉(zhuǎn)化為當(dāng)量?jī)?nèi)壓的方法具有保守性，因?yàn)閷?shí)際情況下墊片應(yīng)力不是均勻的降低到最小值，而是在部分降低的同時(shí)其它部位在增大。三種方法得出彎矩作用下的法蘭接頭的應(yīng)力及位移等具有相同的變化趨勢(shì)。
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