双金属密封结构的有限元分析

本文利用基于接触面的罚函数算法,通过有限元数值计算方法对双金属密封结构进行了数值模拟分析。文中模拟了双金属密封系统在装配和工作过程中的应力变化过程,仿真分析过程中考虑了设计变量、摩擦系数、工艺参数的影响,对双金属密封结构设计、装配有一定的指导意义。

高速牙轮钻头轴承双金属密封结构优选分析

通过对双金属密封结构进行失效分析,得出失效的主要原因是:密封结构内部支撑角度和倒角半径的大小设计不合理导致弹性元件上的应力过大和应力集中,加速了弹性元件磨损和老化。利用有限元分析软件Workbench分析了O形橡胶圈上最大Mises应力和最大剪切应力在不同支撑角度和倒角半径下的分布情况,并对支撑角度和倒角半径进行了优选。分析结果表明,双金属密封结构的支撑角度和倒角大小对O形橡胶圈的应力影响较大;当支撑角度为15°、倒角半径为0.3 mm时,O形橡胶圈最大Mises应力和最大剪切应力最小,应力集中问题得到解决。

高速牙轮钻头轴承双金属密封失效分析及改进

目前,高速牙轮钻头轴承双金属密封性能不能很好地满足使用要求,导致轴承使用寿命低,钻头快速失效,使钻井成本增加,钻井效率降低。分析表明:弹性元件的主要失效形式为老化和磨损,主要原因是工作环境较恶劣,橡胶圈的压缩率过大,橡胶材料耐高温、耐磨、耐腐蚀性能较差;金属环的主要失效形式为磨损,主要原因是密封面压力分布极不均匀,对中性差,导致钻井液进入密封面间。对金属环和橡胶圈的结构设计及材料优选提出了改进措施,以提高高速牙轮钻头的性能和使用寿命。

高速牙轮钻头轴承双金属密封有限元分析

实践表明:三牙轮钻头中只要一只牙轮的轴承先期损坏,就使整个钻头很快失效。钻头的使用寿命几乎直接取决于钻头轴承的寿命,而轴承的寿命在很大程度上又依赖于密封的寿命。针对目前在高转速条件下,三牙轮钻头轴承的双金属密封系统早期失效严重,导致轴承寿命短,钻头失效更换频繁,大大降低了钻井效率,增加了钻井成本的严重问题,本文开展高速牙轮钻头轴承的双金属密封的有限元研究。阐述了仿真研究的模型建立、网格划分、材料定义、接触定义及边界条件等相关问题。分析了双金属密封中橡胶圈的应变、压缩率的变化规律及两金属环密封面的接触压力分布规律。找到了双金属密封结构中两金属环密封面的接触压力分布趋势不合理及橡胶圈压缩率过大的问题,并提出新型双金属密封结构的改进思路,为新型双金属密封结构的设计提供了较可靠的理论依据。该研究对于提高牙轮钻头的使用寿命,降低钻井成本和提升我国石油钻具的技术水平具有重大实用价值和现实意义。

双金属自密封波齿复合垫片在螺纹锁紧环换热器上的应用

介绍了螺纹锁紧环换热器的结构特点,以及双金属自密封波齿复合垫片在高压、高温、大直径螺纹锁紧环换热器上成功应用的经验。阐述了新型双金属自密封波齿复合垫片的设计原理、结构、工作原理和性能特点。实践表明,双金属自密封波齿复合垫片不但继承了以往各种垫片的优异性能,而且具有优异的压力、温度均布性和追随补偿性。

新型双金属自密封波齿复合垫片的应用

工程建设中难免出现复杂情况,装置运行中难免出现压力和温度的波动,现有的垫片的密封性能已难以满足这些要求。近期由广州市东山南方密封件公司研制开发的专利产品-双金属自密封波齿复合垫片是一种具有"压力自密封"特性的新型垫片。介绍了该垫片在金陵公司的几个装置上的成功应用实例,表明该垫片为解决目前石化装置的泄漏难题提供了很好的方法。

新型双金属自密封波齿复合热片结构及其性能特点

介绍了最新专利产品—双金属自密封波齿复合垫片的基本结构及其密封性能特点。试验研究和实际应用表明,该垫片不仅保留了以往柔性石墨金属波齿复合垫片的一系列优异性能,而且具有与普通"强制密封"型垫片完全不同的"压力自密封"特性,其密封性能更为可靠。

双金属自密封波齿垫片结构参数及密封性能研究

对双金属自密封波齿垫片运用正交试验方法设计了四因素三水平的试验方案,采用有限元方法研究其压缩回弹性能,并比较相同结构参数下波齿复合垫片与双金属自密封波齿垫片的密封性能。研究结果表明:石墨覆盖层厚度是影响双金属自密封波齿垫片压缩率的显著因素,缝宽是影响其回弹率的显著因素,双金属自密封波齿垫片的优选方案为A1B1C1D1;相同预紧力下双金属自密封波齿垫片可以密封较高的内压。

新型双金属自密封复合垫片的研制开发

介绍了最新专利产品——双金属自密封复合垫片的基本结构和工作原理及其特性,该垫片具有与普通强制式密封垫片完全不同的压力自密封特性。实际使用表明:在使用其他垫片无法达到密封的法兰联接上使用该新型垫片会获得很好的密封效果。

定力矩紧固配合双金属自密封波齿垫片在催化装置中的应用

重油催化装置高温油浆系统和3.5MPa蒸汽系统管道、设备法兰在生产运行过程中由于生产调整或系统波动易出现反复泄漏情况。多次紧固可能造成法兰垫片失效及螺栓损坏,出现密封失效,密封失效后泄漏会逐步扩大,给安全生产带来隐患。本文以2013年大检修为背景,对重油催化装置对日常生产过程中出现泄漏的法兰在回装过程中采用定力矩紧固配合使用双金属自密封波齿垫片进行了分析研究,并取得了较好效果。

压力容器用大直径法兰连接密封垫片的选用

随着设备的大型化和操作参数的不断提升,法兰连接的密封问题越来越突出,适时化解已显得越来越重要。其中,正确选择大直径法兰用垫片是急需探讨的问题。根据大直径法兰连接结构的特点,结合不同垫片的特性,提出了大直径法兰垫片的选用建议,并结合工程实践,介绍了使用专利产品——双金属自密封复合垫片解决大直径法兰连接密封问题的案例。

重油加氢螺纹锁紧环换热器应用及运维策略

高压换热器是重油加氢裂化装置的核心设备之一,以螺纹锁紧环高压换热器应用最广。直径在φ1 600 mm以上者即为大口径高压换热器,该类换热器在国内部分炼油装置中出现过内漏情况。发生原因主要为内件和壳体膨胀差不同导致的,需要通过升级垫片和做好检修控制保证高压螺纹锁紧环换热器不发生内漏。