 法蘭對加快油氣儲運學(xué)科發(fā)展步伐
國外法蘭生產(chǎn)廠家對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，如美國的壓力容器研究委員會(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)對墊片對泄漏率的影響來確定合理的墊片及法蘭結(jié)構(gòu)。不同點是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，蠕變等對密封的影響。我國GB150《鋼制壓力容器》與ASME基本相同，主要是基于m和y這兩個系數(shù)的強度設(shè)計準則。
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，兩人通過實驗提出了一種補償彈性交互作用的方法，通過實驗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)的研究文獻較少。2006年，Ten自iaoLin和RunfangLi等人對核反應(yīng)堆所用的螺栓法蘭連接接頭進行了三維瞬態(tài)密封分析，并利用實驗進行了驗證，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，并對1/4模型和全模型進行了分析，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)達國家的油氣儲運業(yè)都曾經(jīng)歷過一個高峰發(fā)展階段的規(guī)律特征，可以預(yù)見21世紀的前十多年將會成為中國油氣儲運業(yè)高速發(fā)展的時期。因此，抓住這個有利時機，做好我國油氣儲運的學(xué)科建設(shè)工作，必將使油氣儲運學(xué)科在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮更大的支持作用。
1、充分調(diào)動各方面的積極性
我國油氣儲運學(xué)科長期不受重視的重要原因是國家對石油工業(yè)實行嚴格計劃管理和石油工業(yè)重產(chǎn)量、輕效益的生產(chǎn)經(jīng)營方式所致。如今政府已將石油工業(yè)推向國際化經(jīng)營的大市場，這樣我國石油工業(yè)的發(fā)展活力和經(jīng)營風(fēng)險都相應(yīng)增大。河北孟村法蘭為了降低在國際油氣市場中的經(jīng)營風(fēng)險，應(yīng)該清楚地看到，我國現(xiàn)有的油氣儲運基礎(chǔ)既脆弱不抵風(fēng)浪，又分散不成系統(tǒng)，加快油氣儲運系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)已勢在必行。有關(guān)決策機構(gòu)應(yīng)把發(fā)展油氣儲運業(yè)當(dāng)成關(guān)系國民經(jīng)濟持續(xù)增長和我國油氣工業(yè)健康發(fā)展的戰(zhàn)略高度來認真對待，通過制定優(yōu)惠政策調(diào)動中央、地方和企業(yè)等多方面的積極性，為我國油氣儲運業(yè)的大發(fā)展營造良好的外部環(huán)境和爭取足夠的建設(shè)資金。同時，油氣儲運專業(yè)的廣大科技人員更應(yīng)該有臥薪嘗膽、敢打硬仗的思想準備，為規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理好全國油氣儲運系統(tǒng)早作技術(shù)準備。
2、盡快改善油氣儲運學(xué)科的基礎(chǔ)條件
如前所述，在國際國內(nèi)大環(huán)境影響下，我國油氣儲運業(yè)發(fā)展的高峰時期即將來臨。然而，就我國油氣儲運學(xué)科目前的基礎(chǔ)條件來看，如果不能及時得到改善和加強，在近期要承擔(dān)為適應(yīng)油氣儲運大發(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)我國高校油氣儲運專業(yè)現(xiàn)有的辦學(xué)能力，全國每年畢業(yè)的油氣儲運專業(yè)本、?？茖W(xué)生人數(shù)尚不足500名，而且該專業(yè)過去較長時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)條件都相對薄弱，因此短期內(nèi)要擴大招生規(guī)模比較困難。面對該學(xué)科人才市場需求逐漸增大的形勢，目前設(shè)有油氣儲運專業(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)整的機會，動員一些相近學(xué)科專業(yè)的中、青年教師充實到油氣儲運專業(yè)教師隊伍中。這樣既可以緩解目前油氣儲運專業(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，從而增強該專業(yè)教師隊伍的活力。
3、加大油氣儲運學(xué)科的改革力度
隨著相關(guān)技術(shù)學(xué)科的進步和新技術(shù)學(xué)科的出現(xiàn)，油氣儲運學(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)建的油氣儲運知識結(jié)構(gòu)己不能適應(yīng)當(dāng)今解決油氣儲運專業(yè)技術(shù)問題的需要，象現(xiàn)代油氣儲運系統(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)等都使油氣儲運學(xué)科的知識范圍和研究領(lǐng)域向外擴展了許多。因此作為培養(yǎng)油氣儲運專業(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)展油氣儲運學(xué)科的首要位置，通過教學(xué)改革使油氣儲運專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)更加合理，進一步充實計算機和自動化方面的基礎(chǔ)知識，增強經(jīng)營管理方面的意識，提高綜合運用多學(xué)科知識解決油氣儲運專業(yè)技術(shù)難題的實際工作能力。同時，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，完善實驗教學(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)展方向的選擇機會，以便讓學(xué)生能根據(jù)個性特征和擇業(yè)傾向選修相關(guān)的知識強化模塊。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)場一部分其它專業(yè)技術(shù)人員轉(zhuǎn)業(yè)從事油氣儲運的工作來彌補目前高校油氣儲運專業(yè)人才培養(yǎng)能力的不足，又可以為油氣儲運培養(yǎng)一批具備交叉學(xué)科知識結(jié)構(gòu)和實踐工作經(jīng)驗豐富的高素質(zhì)科研人才和經(jīng)營管理人才。因此，油氣儲運學(xué)科只有通過不斷地深化改革才能肩負起推動我國油氣儲運業(yè)高速發(fā)展的歷史重任。
2007年中國石油大學(xué)的周先軍，仇性啟等人對螺栓法蘭連接接頭進行了瞬態(tài)溫度場分析，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，對不同時間節(jié)點的溫度場進行分析，并提取墊片、螺栓、法蘭的溫度場以及墊片的應(yīng)力時間相關(guān)性，結(jié)構(gòu)具有一定的參考意義。
板式平焊法蘭對外彎矩作用下的法蘭結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值分析，并以PVRC緊密度計算為基準，對外彎矩作用下的法蘭接頭泄漏進行分析，通過與實驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，有限元結(jié)果具有高度的準確性。
2009年Abdel-HakimBouzid對外彎矩作用下的法蘭接頭進行了理論計算、實驗及有限元模擬，他指出通過將外彎矩轉(zhuǎn)化為當(dāng)量內(nèi)壓的方法具有保守性，因為實際情況下墊片應(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。
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