特高压平板闸阀设计与密封性能分析

针对特高压井口平板闸阀设计指导空缺问题,参考API 6A和API 6D标准中的平板闸阀设计参数确定方法,给出175 MPa工作内压下阀体通径为78 mm的平板闸阀设计参数,补充并完善了国内外特高压井口平板闸阀设计方法,对所设计的平板闸阀采用有限元法分析其在螺栓预紧工况、额定工作内压工况和1.5倍静水压工况下的密封性能。所设计的平板闸阀可以满足密封准则,且能应对一定量的动载荷,可为特高压井口平板闸阀设计提供参考。

基于有限元法的山型水封封头形状研究

山形自封闭水封广泛应用于高水头、超高水头闸门止水装置中,其止水性能受封头形状影响较大,为了探究封头形状对山形自封闭水封止水性能的影响,基于非线性有限元方法对山形自封闭水封止水装置进行仿真分析。根据水封材料试验数据采用最小二乘法得到水封材料Mooney-Rivlin模型本构参数。通过建立山形自封闭水封止水装置有限元模型并将水封有限元仿真结果与模型试验结果进行对比,验证水封有限元仿真方法可靠性。再对不同工况下不同封头半径、封头偏心距的山形自封闭水封止水装置施加相应荷载及约束并进行有限元仿真计算,得到山型自封闭水封在不同工况下的接触应力、接触宽度、变形情况等。在山型自封闭水封设计中,应根据实际情况选取中等偏大的封头半径和合适的封头偏心距。

立式物料反应釜出料闸阀密封特性研究

针对D-3400立式物料反应釜出料闸阀在设计阶段密封无法准确分析问题,建立出料闸阀有限元模型,通过多载荷步方式对出料闸阀密封圈的预应力及其工作过程进行动态仿真,分析其在装配后的预应力及负载工况下的变形规律,并利用结构强度及密封比压理论,验证了密封圈的结构强度及密封可靠性。分析结果表明,出料闸阀密封圈的最大等效应力小于材料的许用应力,满足强度要求;密封圈与闸阀阀座之间的关键接触对,其实际密封比压小于密封许用比压且大于密封必需比压,密封可靠;通过中试机构在设计工况下的保压试验证明,D-3400立式物料反应釜出料闸阀密封结构满足设计要求。

高水头闸门新型双水封形式的设计探索与试验研究

为解决运行频繁的高水头闸门止水结构复杂、造价高昂的问题,采用模型试验的方法提出了一种双水封的结构形式。经过实物模型验证,针对70~100 m高水头且需局部开启的闸门,该双水封结构形式既能满足封水效果要求,又可以降低工程造价,技术经济性良好。该方案属于创新设计,可为同类型闸门的水封设计提供借鉴。

高压平板闸阀密封性能改进与分析

以实际试验为基础结合有限元数值模拟方法,探讨DN300-900LB平行闸阀的密封性能与改进方法。结果表明:改进前闸阀开启后内腔流体作用于单一闸板受力明显及闸板处于流体中有一定晃动现象,造成闸板密封面冲刷与同心度偏移长时间使用引起泄漏,改进后闸板采用多个零件组合而成,导向板和S型弹簧固定即可保住同心度又降低流体对闸板影响,使管道设备安全运行,该研究成果不仅对改进闸板结构提高密封性具有科学的指导意义,还为该类管道产品设计提供参考依据。

三峡升船机下闸首工作门止水性能优化

针对三峡升船机下闸首工作门充压止水破损漏气导致封水效果不佳的问题,采用有限元分析软件ABAQUS建立充压止水有限元模型,分析在增加充压止水翼头高度时不同止水橡胶材料对充压止水封头自由外伸量、背腔密闭性、封头水密性、封头偏移量、止水摩阻力的影响。结果表明,充压止水封头的接触应力、正应力和最大偏移量均随着橡胶材料的硬度降低而减小;挡水水头越低,材料硬度的敏感程度越高;接触应力和正压力均随着翼头高度的增加而增大。最后提出通过优化充压止水橡胶材料的方法来改善充压止水封水效果和服役寿命。

基于生成对抗门控卷积网络的文档图像印章消除

发票和文档上的印章严重影响文字识别的准确率,因此印章消除技术在文档识别和文档增强的预处理过程中发挥着重要作用。然而,现有的阈值分割方法和基于深度学习的方法存在印章消除不全以及会修改背景像素等问题。文中提出了一个两阶段式印章消除网络SealErase。第一阶段是一个用于生成包含印章位置信息的二值化掩膜的U型分割网络,第二阶段是一个用于进行精细化印章消除的修复网络。由于目前缺乏公开的用于印章消除的成对数据集,现有的方法无法设计像素级的评价指标来衡量生成图像的质量。并且,利用配对的训练集训练神经网络可以有效提高网络的性能。为此,文中兼顾真实场景的泛化性以及对噪声的鲁棒性构建了一个包含8000个样本的高仿真的印章消除数据集。其中的印章分为两种:真实文档图像中的印章和合成的印章。为了客观地评价SealErase的性能,文中设计了基于图像生成质量和被印章遮盖的字符识别准确率的综合评价指标用于评估SealErase网络的消除性能。在构建的印章消除数据集上对比了现有的印章消除模型,实验结果表明,SealErase网络在图像生成质量的评价指标中的峰值信噪比相比最先进的方法提升了26.79%,平均结构相似性指标提升了4.48%。经过SealErase网络进行印章消除后,被印章遮盖的字符识别准确率提高了38.86%。SealErase在真实场景下同样可以有效消除印章并保留被遮盖的文字。

核电闸阀的研究现状及趋势

闸阀在核电站中具有重要作用,本文重点围绕核电闸阀,介绍了其不同的结构形式;分析了闸阀泄漏问题的主要原因,并根据不同的原因提出对应的预防措施;介绍了锅炉效应,并且提出为了避免阀门出现锅炉效应的预防方法;介绍了核电阀门中腔打压改造以及核电闸阀体盖常用连接形式;最后结合当前核电发展的现状提出了后续闸阀主要的研究趋势及思路。

煤渣料斗切断阀的探讨分析及改进措施

通过对某化工煤渣料斗实际工况的勘察,结合当前料斗切断阀存在的问题进行分析,引入当前市场应用成熟的插板阀,并在此基础上进行改进,形成以硬密封为主、软密封为辅助的双级密封功效的新型料斗切断阀。引入气缸执行器实现自动化开关,以此实现对煤渣切断的同时,也能对煤渣中的液体介质水等形成第二道密封,彻底解决现场污水无法根本去除以及人力开关时间长、煤渣卡顿难清理导致存有安全隐患的难题。该阀具有安装使用方便、寿命长易维护、不卡顿的优点,可广泛用于现场类似工况。

人员闸门密封检测系统的功能与应用

人员闸门作为核电站核岛安全壳的一部分,除了保证其正常运行操作功能,还应保持与安全壳一致的气密性,所以为人员闸门配置一套密封检测系统尤为重要。该文简要论述人员闸门密封检测系统(其中核心的控制装置被称为气动回路)的主要功能和系统特点;并对气动回路的结构进行拆解,详细介绍每个零部件的型号及性能特点,同时阐述系统界面及操作流程。对于后续优化改进人员闸门密封检测系统、逐步实现零部件国产化替代,有现实的借鉴意义。

深海水下闸阀和驱动器密封可靠性研究

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提升该产品性能和国产化开发提供技术指导。

三峡升船机下闸首工作大门设计中的创新技术

三峡升船机是全球规模最大技术难度最高的升船机,其下游水位变幅变率均居国内外升船机之首。为满足船厢与下闸首对接要求,下闸首工作大门采用易于调整门位、带卧倒小门的下沉式双扉平板门。该闸门具有跨度大、运行条件复杂、运行频繁且要求高等特点,设计中采用了充压止水、摆臂式锁定、卧倒门同步变速控制等多项创新技术。三峡升船机运行实践经验表明,下闸首工作大门的工作性能完全满足工程要求,以上创新技术应用效果良好,具有很好的工程应用性和实践指导意义。

三峡升船机船厢门侧止水应力特性数值模拟及结构优化

为查明三峡升船机船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面磨损原因,根据船厢门实际运行工况,建立船厢门侧止水非线性有限元计算模型,通过模拟船厢门挡水与启闭工况,分析计算了不同橡胶材料和预压缩量对船厢门侧止水P头的最大接触应力、正压力及最大偏移量的影响。结果表明,船厢门侧止水P头的接触应力、正压力和最大偏移量均随着橡胶材料的硬度降低而减小,挡水水头越低,材料硬度的敏感程度越高;接触应力和正压力均随预压缩量的增加而增大,特别是预压缩阶段,正压力随着预压缩量的增加而显著增大。最后提出,通过优化侧止水橡胶材料、减小预压缩量等方法可减缓船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面的磨损。

一种预先降低平板闸阀启闭力矩的新方法

为了解决高压管线平板闸阀启闭力矩过大的问题,根据密封机理,建立浮动阀座-闸板密封结构的流固耦合体动力学模型,以密封面的接触压力为启闭力矩的评价指标,研究闸阀的不同开度对密封面的压力F_(MZ)、相对力矩P、流体流速V以及流体流动的影响规律。基于上述研究,提出一种预先降低闸阀启闭力矩的多级减压结构,通过控制流体介质流经密封结构前的压力,有效地降低闸阀启闭力矩;分析了多级减压结构参数R_(1),D_(1)和L_(1)对总扭矩的影响规律。研究表明:在闸板启闭开始/结束时,应加快启/闭速度,可减小流体的压力载荷对密封结构的冲击损伤;提出的多级减压结构使流体介质在流经密封结构前压力减少86%,有效控制了启闭力矩,保护了密封结构。本文提出的控制方法可为阀门的密封结构设计与优化提供理论基础,为工程应用提供参考。

核电站空气闸门用高性能橡胶中空充气密封条的研制

介绍核电站空气闸门用高性能橡胶中空充气密封条的研制情况。根据该密封条的结构特点和综合使用性能要求,橡胶材料选用三元乙丙橡胶(EPDM),骨架材料选用锦纶纤维,粘合剂选用开姆洛克238。采用EPDM混炼胶、汽油和粘合剂组成的胶浆对骨架材料表面进行预处理,以提高胶料与骨架材料的粘合性能。密封条模具设计为五段分体的组合模具,并采用数控加工中心进行精准加工。对研制的密封条进行外观、充气压力、密封条本体、热老化、充泄压循环、辐照、冷却剂丧失、主蒸汽管道破裂、极限密封、1∶1泄漏率和破坏性试验,均达到合格要求,综合使用性能完全达到了设计要求。该密封条具有良好的耐热性、耐机械疲劳性、耐辐照、耐压强性,对核电站空气闸门系统有较好的密封性能,同时还具有补偿空气闸门系统剪切变形及线性位移等优异性能。这类新型结构密封条也可应用在航天、航空、医疗和化工等领域。

葛洲坝船闸人字闸门底止水装置改造

葛洲坝船闸多次因人字闸门底止水装置损坏造成船闸停航抢修,停航时间长,给长江航运带来巨大损失。分析底止水损坏原因,提出将止水装置活动段改成固定段,并增加人字闸门全关时底止水与门槛的间隙,将底枢段止水固定螺栓由沉孔螺栓改为通孔螺栓,并提高所有止水固定螺栓强度,安装2个螺母防松,改善底止水装置使用工况,提高其可靠性。通过计算给出人字闸门全关时底止水与门槛的间隙值,保证人字闸门合拢时底止水刚好与门槛接触。结果表明,葛洲坝3座船闸下游人字闸门底止水经过改造,运行效果良好。

间隙装配工况下阀杆动密封结构接触压力试验研究

平板闸阀用于接通或切断管道中的流体介质。由于阀杆的动密封结构易出现泄漏,会造成严重的安全事故。阀杆填料密封性能是制约装置长期可靠运行的关键因素。针对阀杆动密封结构在间隙装配工况下密封面接触压力精确计算的问题,以Z943Y-300Lb高压平板闸阀为例,对其阀杆动密封结构的接触压力机制进行了理论推导、仿真分析和试验研究。首先,借助弹性力学理论,推导了阀杆动密封结构的轴向力学模型,在多工况条件下对其进行了接触压力理论分析;然后,利用ANSYS软件对阀杆动密封结构进行了接触压力静力学分析,并研究了阀杆内、外存在不同装配间隙值对其力学分布的影响;最后,搭建了试验测试平台,进行了高压平板闸阀密封面不同位置的接触压力测试,并根据测试结果对仿真结果的正确性进行了验证。研究结果表明:在进行间隙装配时,接触压力最大值小于无间隙装配的接触压力,内接触压力高达2.8 MPa,外接触压力高达2.3 MPa;外间隙值为0.2 mm时,内、外接触压力差最小,仅为0.39 MPa;接触压力理论值与测试数据误差仅为2.3%。该研究可精确获得密封面不同位置处的接触压力。

M310核电机组燃料水池水闸门密封技术改进

秦山核电M310核电机组燃料水池水闸门在使用过程中频繁出现由于密封圈老化、破损、膨胀量不足等缺陷导致的泄漏问题,严重影响了水闸门的正常功能。为此,针对燃料水池水闸门密封性从结构、材质、制造工艺三方面进行技术改进,达到了预期的效果。本文从水闸门密封技术改进理论论证、试验验证两方面进行了阐述,并展望了水闸门密封技术改进的应用前景。

关于水工钢闸门的防锈喷涂施工工艺探讨

水工钢闸门除锈喷涂是闸门制作的重要环节,本文在介绍水工钢闸门腐蚀原理及水工钢闸门常用防腐措施基础上,重点探讨了喷涂的方法、施工工艺、具体要求和检查标准,并以簸箕李西引黄涵闸除险加固工程为例,对电弧焊喷涂外加涂料封闭防腐处理技术防腐效果进行分析。结果表明:运行6年后簸箕李西引黄涵闸平板钢闸门各构件防腐涂层厚度合格率为100%,远超现行规范要求的85%,防腐效果良好。

闸门简支轮轴端密封装置的研究及应用

部分闸门简支轮轴孔因为制造精度未达到设计要求,简支轮轴与孔之间仍存在一定间隙,导致闸门在运行振动过程中对轴孔造成磨损,继而出现闸门简支轮轴端漏水现象。该文针对这一问题,对部分已建和在建的水利工程钢闸门进行现状调查和漏水原因分析,采用三维建模的设计方式,设计出一种闸门简支轮轴端密封装置以解决该处漏水问题,为闸门安全运行提供有利条件。