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      螺紋連接的第一個螺紋接頭屬于壓力容器的范圍，有關重大事故也常見報道。某廠第三套聚乙烯裝置由于高壓氣體的法蘭螺栓材料質量不好，造成大量乙烯氣體泄漏引起爆炸停產事故，某所一臺內徑為130mm、工作壓力150MPa的等靜壓超高壓容器，工作不到40個循環，就在其頂部首牙處應力集中嚴重部位橫斷破壞。
      高壓聚乙烯裝置脈沖閥主體結構如圖所示，進口螺栓跨中均布，出口螺栓對中均布。文獻報道，閥體進出口法蘭盤的緊固螺栓各8支，按圖紙要求，每支螺栓螺母緊固扭矩應控制在604.77(m·kg)。約1年多后對該閥進行解體檢查和裝配，進行了318MPa壓力試驗，合格后重新投入使用，當壓力升至250MPa時，發現脈沖閥聲音異常，降壓后解體檢查發現脈沖閥進口法蘭螺栓斷裂。螺栓的斷裂和一支螺栓的裂紋均發生在相同部位，即與法蘭盤端面相對應部位，斷裂表面基本與螺栓軸向垂直，斷口附近金屬未發生明顯塑性變形。本研究進一步對該閥的螺紋連接進行強度分析及前人分析中存在的問題作全面分析。
      超高壓脈沖閥承受周期性載荷，隨著脈沖的開關，閥的入口壓力實現降壓和升壓。壓降大約在40MPa。一般脈沖周期設定為28，脈沖深度設定為1.5-2.0s。在循環運行過程中，閥的出口伴隨著一個“反焦耳-湯姆遜”現象，閥的出口溫度會上升到2900℃左右。基本技術參數如下：設計壓力290MPa，設計溫度3430℃，密封實驗壓力290MPa，閥體實驗壓力345MPa，正常工作壓力228MPa，工作溫度2460℃。
      文獻認為，斷裂螺栓材料的化學成分符合美國AISI4340H標準規定，螺栓顯微組織均屬正常4340H高強度鋼調質處理的典型組織，即回火索氏體。螺栓材料化學成分、金相組織、力學性能均正常，斷裂屬于交變應力作用下發生的疲勞斷裂，原因是高壓應力脈動、螺栓周圍的氣體中含有氯離子、螺栓不均勻受力，建議螺栓采用高強度不銹鋼制作。兩組斷裂螺栓的實際屈服強度見表2Cz70表中的換算強度是作者根據硬度平均值對照GB/T1172-1999《黑色金屬硬度及強度換算值》插值計算而得，高出直接檢測平均值，說明檢測結果可靠。分析表可知，室溫下兩組螺栓的實際屈服強度及沖擊韌性與AISI4340H的典型數據非常接近，可以初步推斷工作溫度或設計溫度下兩組螺栓的實際屈服強度也與AISI4340H的典型數據接近。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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