«Целью данной работы является оценка несущей способности всех цельных фланцев API 6A. Приложенная нагрузка включает в себя конечное натяжение и изгибающий момент в дополнение к обычному номинальному давлению и силам компоновки. Влияние разницы температур, соответствующей Также оценивалось сопротивление 250° внутри и 30° снаружи. Трехмерные сетки конечных элементов были созданы для каждой из фланцев 30° типа 6B@ и типа 6BX. Для случая нагрузки изгибающего момента требовалась модель в одну четверть. фланца, который был собран из меньших сегментов и полуболтовых суперэлементов. Компьютерная программа SESAM использовалась для определения напряжений в выбранных критических секциях фланца и ступицы, а также для определения реакции прокладки, обусловленной каждым из четырех единичных случаев нагрузки. и вариант нагрузки по разнице температур. Критерий утечки определялся как комбинация нагрузок, которая снижает начальные сжимающие усилия в прокладке до нуля. Напряжения в каждом заданном разделе были линеаризованы в соответствии с процедурой ASME, раздел VIII@, раздел 2@, для определения интенсивности напряжений мембраны и мембраны плюс изгиб. Эти интенсивности напряжений были проверены на соответствие допустимым значениям, указанным в API 6A@, и были определены предельные нагрузки. Для выполнения этой проверки кода была написана компьютерная программа LCCP, а для построения диаграмм комбинаций нагрузок использовался рабочий лист LOTUS 1-2-3 Release 3. Результаты проведенного анализа показывают, что критерий утечки определяет пропускную способность меньших фланцев фланцев типа 6В. Утечка характерна для фланцев размером до 9 дюймов при давлениях 52,5 и 40 фунтов на квадратный дюйм для давления 2000 фунтов на квадратный дюйм. Утечка определяла размер 5 1/8 дюйма для более высокого давления. Также было обнаружено, что утечка характерна для всех фланцев типа 6BX при рабочем давлении до 5000 фунтов на квадратный дюйм. Для фланцев с давлением 10 000 фунтов на квадратный дюйм и 15 000 фунтов на квадратный дюйм @ утечка регламентировалась только в диапазоне больших размеров, превышающем 2 9/16 дюйма. Утечка определялась для всех фланцев API 6BX с давлением 20 000 фунтов на квадратный дюйм. Модель утечки, принятая в этом исследовании, использует несколько приближений, которые еще не были оценены. Поэтому@ фактические силы утечки@, т.е. комбинации нагрузок, приводящие к утечке@, могут быть значительно выше, чем предполагается здесь. На самом деле прокладка дает течь только тогда, когда ее емкость под напряжением превышена. Напряженное состояние в секции ступицы, определяющей напряжения, при комбинированном нагружении свинчиванием@ давлением@ растяжением и изгибающим моментом считается «вторичным». Однако@ когда давление@ натяжение@ и изгибающие моменты приложены вместе с необходимым свинчиванием чтобы противостоять этим воздействиям без утечек@, состояние напряжения становится «первичным» и@ поэтому@ допустимая интенсивность напряжений уменьшается вдвое. Это не кажется последовательным@ и может значительно превосходить цели кода. Однако@ подкомитет по надзору предпочел принять консервативный путь@, который может оказаться слишком консервативным в ожидании дальнейшей оценки. Таким образом, можно сделать вывод, что, когда напряжения в ступице рассматриваются как первичные, большинство фланцев не обладают значительным запасом прочности за пределами условий утечки. Фактически, если условия утечки были несколько консервативными, условия напряжения могут стать определяющими для большинства фланцев. Разница температур 250°С внутри и 30°С снаружи приводит к увеличению несущей способности фланцев. Это состояние вызвано сжимающими силами, возникающими в прокладке из-за этой разницы температур, и увеличением допустимых напряжений при включении условия самоограничивающейся температурной нагрузки. Рекомендуется создать трехмерные нелинейные модели материала методом конечных элементов и геометрические модели примерно восьми фланцев, чтобы определить фактический механизм разрушения, который определяет поведение этих фланцев. Сюда входит прогнозирование реакции прокладки при увеличении нагрузки и более точное определение механизма утечки. Устранение выступа не приводит к значительному уменьшению напряжений в ступице, из-за которых шесть фланцев типа 6B не соответствуют критерию ASME только для нагрузки на соединение (52,5 фунтов на квадратный дюйм для болтового соединения 105 фунтов на квадратный дюйм). Интенсивность напряжений снизилась лишь примерно на 5%, когда была устранена выступающая поверхность, и толщина полки увеличилась примерно на 10%. Толщину ступицы этих фланцев пришлось увеличить примерно на 27% от существующей толщины вместе с устранением выступа. Напряжения в болтах не регулировались ни для одного из проанализированных фланцев. Напряжения болтов обычно находятся в пределах примерно 67% от их предела текучести из-за нагрузки на свинчивание@давление@напряжение@и изгибающие моменты. Ожидается, что болты будут изготовлены до половины своего ресурса. Напряжения в болтах из-за разницы температур увеличиваются примерно на 5–7 тысяч фунтов на квадратный дюйм, что составляет примерно от 6% до 8% предела текучести болта. Другие условия нагрузки (давление @ растяжение @ и изгибающие моменты) увеличивают напряжение болта в два раза больше из-за разницы температур. Таким образом, делается вывод, что болты не будут приближаться к своему предельному критерию в исследуемых условиях нагрузки».