[發明專利]一種石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法

有效

• 申請號: 201910873070.0
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110705048B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張建軍;方忠新;郭琦;閆許生;崔向超;汪曉波;劉國軍;任洪臣;李龍濤;劉忠
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第六建設有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06N3/04;G06N3/06;G06N3/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 王瑩

1.一種石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，采集管道性質和法蘭尺寸以及使用螺栓數量，并基于BP神經網絡確定風險等級和緊固方式，具體包括如下步驟：

步驟一、按照采樣周期，獲取管道內介質性質、承受最高溫度、承受最大壓強、管道氣密性要求、法蘭密封尺寸和使用螺栓數量；

步驟二、確定三層BP神經網絡的輸入層神經元向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆}；其中，x₁為管道內介質性質，x₂為管道承受最高溫度，x₃為管道承受最大壓強，x₄為管道氣密性要求，x₅為法蘭密封尺寸，x₆為使用螺栓數量；

步驟三、所述輸入層神經元向量映射到隱層，隱層的神經元為m個；

步驟四、得到輸出層神經元向量o＝{o₁,o₂}；其中，o₁為風險等級，o₂為緊固方式；所述輸出層神經元值為當o₁為A時，風險等級為高級，當o₁為B時，風險等級為中級，當o₁為C時，風險等級為低級；所述輸出層神經元值為當o₂為1時，采用第一緊固方式，當o₂為2時，采用第二緊固方式，當o₂為3時，采用第三緊固方式。

2.如權利要求1所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，輸出緊固方式后，確定螺栓定力矩為：

其中，T為螺栓定力矩，d為螺栓的公稱直徑，β為緊固工具和螺栓的摩擦系數，n為使用螺栓數量，F₁為第一螺栓定力，F₂為第二螺栓定力，max[.]為取最大值函數，e為自然對數的底數。

3.如權利要求2所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述第一螺栓定力為：

所述第二螺栓定力為：

其中，α為法蘭與墊片的接觸面的摩擦系數，c為螺栓外圓周的實時表面粗糙度，c₀為出廠時螺栓外圓周的表面粗糙度，η_T為墊片在溫度T時的屈服強度，η_T0為墊片在溫度T₀時的屈服強度，π為圓周率，D_G為墊片壓緊力作用中心圓的直徑，b為墊片的有效密封寬度，y為墊片的比壓力，L為管道的實時壁厚，L₀為出廠時管道的壁厚，P_c為管道內介質的工作壓力，m為墊片系數。

4.如權利要求3所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述墊片的有效密封寬度滿足：

其中，b₀為墊片的基礎密封寬度。

5.如權利要求4所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述墊片壓緊力作用中心圓的直徑滿足：

其中，為墊片接觸的平均直徑，D為墊片接觸的外徑。

6.如權利要求1-5中任意一項所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述第一緊固方式為四螺栓同步緊固操作；所述第二緊固方式為兩螺栓同步緊固操作，所述第三緊固方式為單一螺栓緊固操作。

7.如權利要求6所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述管道氣密性要求為10min內壓強變化為0.05％～0.1％。

8.如權利要求7中所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述隱層的神經元為5個。

9.如權利要求8所述的石油化工管道法蘭密封面螺栓定力矩緊固方法，其特征在于，所述隱層及所述輸出層的激勵函數均采用S型函數f_j(x)＝1/(1+e^-x)。