毕业设计异径三通泄漏夹具设计与分析姓 名： 蔡显碟 学 号： 13130014 班 级： 13机械1 专 业： 机械工程 所在系： 机械工程系 朱培浩 异径三通泄漏夹具设计与分析摘 要据调查发现，目前我国每年都会发生由于螺栓腐蚀堵漏所产生的人员伤亡事故当管道内有较高的内压时，如果直接调换腐蚀螺栓易造成管道结构爆裂，要是管道内是有毒有害气体、液体，或者管道是在高温高压的环境下，那么管道爆裂产生的后果将不堪设想我所研究的项目是使用一种专门用于螺栓腐蚀与线密封的夹具，可以在不更换管道和不影响设备的正常运转的情况下安全有效的解决问题所以这种密封技术最主要的问题就是夹具的设计我这次研究的主要项目是异径三通的泄漏夹具，它是由本夹具体和两边的耳板组成的先根据事实工况，了解基本要求，运用理论力学、材料力学、机械工程材料、机械设计等机械课程专业知识，并考虑温度、压力等现实因素的影响，从而对异径三通泄漏夹具进行理论设计，然后利用UG根据计算出来的数据绘制出异径三通泄漏夹具的模型。
最后通过有限元分析软件对其强度和刚度的分析，得出夹具的可行性并确定异径三通泄漏夹具的最后确定结构，这里用的是ABAQUS关键词: 密封；异径三通管道泄漏夹具；UG；ABAQUSDesign and Analysis of Three-Way Pipe With Different Diameter Leakage FixtureAbstractAccording to the survey found that, due to the bolt corrosion leakage of the personnel casualty our country at present every year.When pipeline with high internal pressure, if direct bolt corrosion of the pipeline structure burst switch, if the pipe is poisonous and harmful gases, liquids, or is under the environment of high temperature and high pressure pipe, the pipe burst the consequence will be unimaginable.My research project is to use a dedicated line bolt corrosion and sealing clamp, can not replace the pipeline and does not affect the normal operation of equipment under the condition of safe and effective to solve the problem.So the main problem is the sealing technology of jig design.My main project is the study of reducing tee leak clamp, it is made of the concrete and the ears on both sides of the plate.Therefore according to the working condition of the facts first, and understand the basic requirements, using the theory of mechanics, material mechanics, mechanical engineering, mechanical design, such as mechanical professional knowledge, and consider the effect of practical factors such as temperature, pressure, and thus to theoretical design of reducing tee leak clamp, then using UG according to the calculated data to map the reducing tee leak clamp model, Finally through the finite element analysis software on the analysis of the strength and stiffness, it is concluded that the feasibility of the fixture and determine leakage reducing tee finally determine the structure of the fixture, here with ABAQUS.Key Words: Clamp；Three-way pipe with different diameter leakage fixture；UG；ABAQUS目 录第一章 绪论 11.1 研究背景和意义 11.2 国内外发展状况 1.1 国内发展 1.2 国外发展 11.3 项目简介 2第二章 泄漏与密封 32.1 管道的泄漏 32.1.1 管道泄漏引发事故的比例 32.1.2 泄漏的危害 32.1.3 管道泄漏的形式及其部位 42.2 密封技术 62.2.1 密封的含义 62.2.2 静密封 6第三章 异径三通管道泄漏夹具的设计与计算 93.1 管道夹具简介 93.1.1 夹具的作用 93.1.2 夹具的组成 93.1.3 腐蚀夹具结构图 103.2 异径三通管道泄漏夹具各参数的设计 12异径三通管泄漏夹具轮廓尺寸的设计 12异径三通管道选取 15耳板厚度计算 16连接螺栓 18异径三通泄漏夹具及螺栓的计算与绘制 213.3.1 泄漏点的工况参数 21异径三通管道泄漏夹具相关尺寸的确定 213.3.3 根据各数据绘制直管泄漏夹具及装配CAD 23第四章 异径三通管道泄漏夹具的建模与分析 264.1 UG的应用 264.1.1 UG简介 26 UG绘制异径三通泄漏夹具及其他部件 264.2 ABAQUS的应用 294.2.1 ABAQUS的简介 294.2.2 强度与刚度 294.2.3异径三通管道泄漏夹具的有限元分析 30第五章 结论 315.1 项目成果 31项目的价值 31参考文献 32致 谢 32第一章 绪论1.1 研究背景和意义从上世纪20开始，带压密封技术开始出现，经过多年来各种先进技术的不断更新，这项技术在不同公司企业中开始被运用。
运用这项技术有个好处就是，如果在生产过程中发生泄漏，我们可以在正常生产的过程中，彻底解决泄漏问题在二十世纪80年代，我国在这方面大行的研究还是没有成效为了推行这项技术，国家开始要求一些企业学习吸纳这项技术这项技术的学习不仅能带动运输行业的前进，还能解决人们生活中的很多问题但是，夹具对解决泄漏问题有着至关重要的的地位毕竟没有碗谁也吃不了饭所以说夹具的作用是相当大的国家的进步离不开技术的引进，我们应该广泛吸收其他国家的技术经验，从而提升我国的技术水平1.2 国内外发展状况国内发展20世纪80年代，受国家经委和中石化总公司委托，兰化研究院已经对这项技术成功研发了，并有了一整套针对泄露的带压堵漏技术现在此项技术正在快速发展，应用范围也越来越广近些4176人，他们在维护生产装置安全运行和保障公司生产效益方面发挥着极其重要的作用，为企业设备安全运行、企业节能减排、保护环境创造了巨大的经济和社会效益国外发展国外该技术起步较早，于1922年始于美国；英国人福斯哲于1929年取得技术使用权并成立了弗曼奈特公司；应用范围已在上世六七十年代逐渐发展并扩大到现在为止，能够进行带压密封技术的除了中国，还有外国的几家公司,他们的水平比较高，如图所示,Fabricom GDF SUEZ、Petroseal、Nicco Engineering Services、Unique Maritime和Furminite等。
根据已知的资料已经了解到这五家公司在使用密封剂以及提供其他帮助的地方都各有不同，而且在防止高温方面，中国使用的密封剂是远高于美国的水平图1.1 国内外压力和温度参数比较Fig.1.1 Pressure and temperature parameters at home and abroad1.3 项目简介什么是异径三通夹具？所谓的异径三通就是流体介质在管道内流动时，在某个位置向不同的方向流出异径就是流出管道的管道直径不同而所谓的夹具则是在泄漏缺陷部位形成密封空腔，对强度与刚度有一定保障的承压金属构件专用夹具是有本体耳板与紧固螺栓组成的，之前为解决用法兰连接螺栓腐蚀而产生泄漏的问题，一般采用的措施是将腐蚀的螺栓更换掉，然后再用专用卡兰将法兰两边固定，再拿下那些坏的螺栓，换成新的螺栓最后用法兰夹具和密封剂堵住泄漏的地方，其实这样做是十分不安全的带压密封综合这项技术主要有：固定在泄漏部位的夹具、添加到密封的空腔而形成的密封剂、专用注射密封剂的工具和为形成新的密封结构采用的封堵操控技术由此说来，本项目研究的前提是必须在于弥补现有技术的残缺，采用一种即不伤害到人，又能解决问题，同时能够满足螺栓腐蚀和线密封上的法兰夹具。
不过这种夹具的内部与平时普通夹具的性能还有使用方法略有不同先看看它的组成部分，它是本身就是一个圆柱形状的夹具本身，而这种形状的夹具起码包括两部分，同时在每一部分两侧上都设有一个耳板夹具本身又有三部分组成，左右两端和中间留出空间装密封剂的部分左右两端的尺寸是根据泄漏管道的尺寸来定大小耳板上设有螺栓孔，再根据管道内的物体来设计专用的螺栓将整体连接起来第二章 泄漏与密封 所谓的泄漏就是由于管道内部或者环境因素导致管道爆裂的现象，这种现象就会造成我们的经济损失如果严重的话，还会引起火灾、爆炸等人为灾害为了预防、抑制这些现象的发生，就需要我们做好密封措施2.１ 管道的泄漏管道泄漏引发事故的比例如图所示，这是根据全球各种事故的发生统计，调查发现由于泄漏所造成的危害统计图2.1 泄漏引发结果的表现形式 Fig.2.1 The manifestation of the result of the leak泄漏的危害泄漏的危害是相当严重，特别是在工业上，不仅会造成材料和经济的损失，还会污染周围环境。
这种危害影响企业以后的工作安全，由于停工修理还会增加生产成本，降低为了的生产率管道泄漏的形式及其部位管道泄漏的形式主要有两种：一种是焊缝缺陷引起的泄漏，另外一种是腐蚀引起的泄漏1.焊缝缺陷引起的泄漏。