基于密封特性的弹簧金属C形环结构参数优化

C形环在密封过程中存在低应力区,这些区域难以保证密封可靠性,因此研究C形环密封特性时,需要分析有效接触应力和区域。选取外径为318 mm的C形环为研究对象,利用等效壁厚代替螺旋弹簧丝径,建立C形环等效模型,通过压缩回弹试验验证了模型的合理性。利用有限元方法研究银层厚度、包覆层厚度以及等效壁厚(弹簧丝径)对C形环密封性能的影响。结果表明:银层表面有效接触宽度随着银层厚度、包覆层厚度的增加而增大,有效接触应力随银层厚度、包覆层厚度的增加而减小,等效壁厚的增加可同时增加有效接触宽度和有效接触应力。采用正交试验对C形环的结构参数进行优化设计。结果表明:银层厚度和等效壁厚对有效接触应力和有效接触宽度影响显著。C形环最优设计方案为银层厚度0.2 mm,包覆层厚度0.5 mm,弹簧丝径3.1 mm,泄漏率试验结果表明,优化后C形环具有更好的密封性能。

机械密封技术最新进展

对国内外机械密封新技术进行了较全面的阐述 ,分析了表面改形机械密封技术、控制平衡比密封技术、组合密封技术和可控机械密封技术的发展水平 ,指出了机械密封总的发展方向是零逸出、高性能、高可靠性以及长寿命化。随着计算机和电子技术日新月异的发展 ,机械密封的监控技术将会在化工、石油化工。

不锈钢柔性石墨缠绕垫片的高温性能研究

在垫片高温性能试验装置上,进行了不锈钢柔性石墨缠绕垫片压缩回弹性能、蠕变性能和密封性能的试验研究,得到了表征垫片压缩回弹特性、蠕变性能和密封性能的曲线及拟合计算公式。试验研究结果表明,不锈钢柔性石墨缠绕垫片的压缩量随试验温度和垫片压紧应力的增大而增大,垫片回弹性能随温度增高而下降;垫片在压紧应力下,常温亦有蠕变,蠕变量随温度的升高而增大;垫片具有较好的密封性能,常温下的泄漏率大多为10-4数量级,温度低于500℃时为10-3数量级;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,压紧应力越大,泄漏率越小;与温度成指数关系,随温度升高泄漏率增大。

高温螺栓法兰连接的紧密性评价方法

提出了高温螺栓法兰连接的紧密性概念;试验研究了柔性石墨填充缠绕式垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片和金属包覆垫片的压缩回弹性能、蠕变性能和基本密封性能;通过试验数据的回归分析得到了垫片高温性能表达式;将试验得到的垫片变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接中进行系统分析,建立了紧密性评价方法。该方法不仅可对在役螺栓法兰连接的泄漏状况作出评价,而且为密封连接的设计、新型垫片的开发以及垫片性能的评价提供了借鉴。

垫片密封技术研究现状与展望

介绍了泄漏模型、垫片性能、密封材料及螺栓法兰连接系统设计方法的研究现状 ,对其进一步发展提出了一些看法。

法兰连接静密封设计专家系统研制

依据标准规范以及专业知识和专家经验建立了静密封设计专家系统。该系统具有法兰、垫片、紧固件的选用 ,螺栓法兰连接设计 ,连接系统紧密性分析 ,标准法兰、垫片数据查询 ,石化工业常用介质物性数据查询等功能。应用该软件 ,用户可方便可靠地完成连接系统中各元件的选用、设计和校核等繁杂工作 ,使传统的规范设计程序化 ,大大减少了设计工作量 ;依据专家经验选择垫片、法兰 ,使设计更加合理可靠 ;提出了紧密性设计方法 。

垫片高温性能试验装置及测漏方法研究

研制的垫片高温性能试验装置，成功地解决了高温下泄漏率精确测量等技术难题。试验装置由机架、试验法兰、垫片加载系统、试验介质给定系统、泄漏率测量系统、加热和温度控制系统以及数据采集系统等组成。采用微差压变送器和温度传感器测定测漏空腔内试验介质压力和温度的微小变化，根据理想气体状态方程计算出泄漏率。该装置测试精度高，试验结果重复性好，操作简便，试验范围较广，造价低廉，是垫片高温性能研究和产品质量检验的理想设备。

缠绕式垫片分级设计制造理论和技术

通过不同材料、不同结构的组合以及制造工艺参数的合理选择,可制成不同性能的缠绕式垫片以适应不同介质、不同工况的使用要求。提出了缠绕式垫片分级设计与制造的概念,建立了基于垫片结构参数和生产工艺参数优化以及螺柱凸缘联接紧密性分析方法的分级设计制造理论,探讨了相关技术。实践表明,该技术的推广应用可有效提高缠绕式垫片的设计、制造和使用水平。

多功能全自动垫片性能试验机研制

微型计算机控制的多功能全自动垫片性能试验机采用液压伺服加载系统、理想气体状态方程法泄漏率测量系统、计算机数据采集和处理系统，其自动化程度高、操作简便、具有较高的测试精度，试验程序标准化，便于掌握，试验范围较广，造价低廉。

非石棉密封垫片的性能及应用

本文讨论了非石棉密封材料和垫片的基本性能及其表征方法 ,介绍了非石棉纤维密封材料的种类、使用条件及其应用实例 。

螺栓法兰连接系统泄漏率计算

依据垫片中气体介质的泄漏模型和大量实验，建立了泄漏率与垫片残余压紧应力、介质压力、粘度及垫片宽度之间的关系。

新型静密封材料及其应用

最新研究开发的新型静密封材料主要有：填充玻璃纤维、碳纤维、青铜粉、石墨、二硫化钼及聚合物填充剂的改性聚四氟乙烯；膨胀聚四氟乙烯；用劳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维、矿渣棉和芳砜纶纤维代替石棉的非石棉纤维复合密封材料；钛缠绕式垫片和镍铜合金缠绕式垫片。今后密封材料研究开发重点和发展趋势是：进一步研究开发非石棉密封复合材料，适合特殊场合使用的密封材料和结构以及纳米材料在静密封领域的应用。

检漏方法及其选用

选用合适的检漏方法是正确评定系统和设备紧密性的前提。介绍了常用检漏方法及其测试原理，探讨了各种方法的测漏范围、适用性和选用原则。

多孔介质气体流动模型在垫片密封中的应用

气体通过非金属垫片的泄漏可以用多孔介质模型来描述，由流动方程得到的垫片材料常数可以作为密封设计的基本参数。这一工作有可能使现行规范中的密封设计由主要依据连接结构强度的设计方法发展成以最大允许泄漏率为设计准则的“紧密性设计”方法。

液下气泡检漏方法研究

探讨了液下气泡检漏法的基本原理、泄漏率计算方法以及检漏精度和分辨率。应用该方法对石棉橡胶垫片的泄漏率进行了测定 ,试验结果与采用集漏空腔增压法测得的泄漏率具有较好的可比性。分析了液下气泡法用于工程实际时应注意的问题。

氦质谱检漏法应用研究

对氦质谱检漏法的检漏精度、分辨率、检漏范围以及检测结果的重复性进行了系统研究 ,阐述了影响检漏精度的可能因素。在真空密封试验台上对石棉橡胶垫片等密封元件的检漏结果表明 ,该检漏方法的检测精度高、重复性好 ,特别适用于微小泄漏率的精确检测 ,是压力容器和密封元件的理想检漏方法。

温度和伪泄漏率对真空静态升压法检漏的影响

测试环境、元件的温度变化和被测系统中的放气引起的伪泄漏率可造成真空静态升压法检漏结果的较大误差。研究温度变化及放气对泄漏率的影响，找出规律，并据此对测试数据作适当修正，可有效提高检漏结果的精度。

毛细管端气泡形成规律及其影响因素

:研究了气泡在毛细管端形成的基本规律 ,对于半径较小的毛细管 ,理论计算与实验结果是基本一致的。借助于高速摄像机进行液下气泡法检漏可以定量测出泄漏率 ,实验结果具有较好的重复性。探讨了介质物性、试验压力。

Ω环螺栓法兰连接设计载荷确定

对Ω环 -螺栓 -法兰密封连接结构的受力状态进行了分析 ,针对Ω环环圈间是否设置辅助垫片的不同情况 ,提出了Ω环和螺栓设计载荷的计算公式 。

新型静密封材料及其应用

最新研究开发的新型静密封材料主要有 :填充玻璃纤维、碳纤维、青铜粉、石墨、二硫化钼及聚合物填充剂的改性聚四氟乙烯 ;膨胀聚四氟乙烯 ;用芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维、矿渣棉和芳砜纶纤维代替石棉的非石棉纤维复合密封材料 ;钛缠绕式垫片和镍铜合金缠绕式垫片。今后密封材料研究开发重点和发展趋势是 :进一步研究开发非石棉密封复合材料 ,适合特殊场合使用的密封材料和结构以及纳米材料在静密封领域的应用。