柔性石墨金属复合结构密封垫片研究进展

新型碳材料中,柔性石墨因其高耐候、抗辐射、低膨胀和良好的自润滑性而得到广泛应用,被誉为“当代密封之王”。但由于柔性石墨的多孔性、吸油性、低强度等缺点导致服役中易出现压溃、散架状况,严重制约了该材料的应用推广。柔性石墨复合材料兼具石墨和金属两者的优异性能,能够形成多道密封,逐渐成为石油、化工、汽车、核电等领域极端工况下密封材料的首选材料。文章分析了复合垫片的结构形式以及构成情况,并对石墨密封件在石化、核电等领域的应用前景和发展趋势进行了展望。

V形结构金属石墨缠绕垫片的性能优化研究

通过合理的结构设计，对内外环V形金属石墨缠绕垫片的压缩回弹和密封性能进行优化试验研究，找出性能最佳的结构与工艺参数。并通过改变参数进行试验，找出参数对其性能影响的规律性。结果表明：钢带的角度、径向压紧力、切向拉紧力对缠绕垫片的性能有直接的影响，且前两者对垫片性能有显著的影响；在其它条件一定时，随着径向压紧力的增大，回弹率增大，泄漏率降低，压缩率降低；角度为95．9°和80．9°的垫片分别在60-70 MPa、50—60 MPa之间基本上都发生屈服，且有明显的屈服平台；钢带角度111．6°、钢带切向力14．7N、垫片径向力0．3 MPa组合和钢带角度95．9°、钢带切向力14．7N、垫片径向力0．25 MPa组合的垫片性能已远远高出国标的要求，且无论是从外观质量还是内在性能均达到国际先进水平。

W形柔性石墨金属缠绕垫片压缩—回弹性能试验与优化研究

通过使用不同宽度平钢带设计出3种W形柔性石墨金属缠绕垫片,在不同缠绕压紧力和拉紧力下,对304钢内外环柔性石墨缠绕垫片进行三因子三水平压缩—回弹性能优化试验研究,从而找出显著影响该结构垫片的重要参数及其对性能的影响规律,找出性能最佳参数组合。

柔性石墨缠绕垫片与柔性石墨金属齿形垫片密封影响因素正交试验及模拟对比

采用正交试验设计和有限元模拟方法,研究螺栓预紧力、压力和温度对柔性石墨缠绕垫片与柔性石墨金属齿形垫片密封性能的影响,研究对比两种垫片所使用螺栓预紧力范围大小。结果表明:与柔性石墨缠绕垫片相比,柔性石墨金属齿形垫片可在更大的螺栓预紧力范围下使用,降低了螺栓安装难度。研究对比两种垫片在高温压力波动工况下,应力和变形的变化趋势,结果表明:相比柔性石墨缠绕垫片,柔性石墨金属齿形垫片更适用于压力波动工况,而柔性石墨缠绕垫片更适用于温度较苛刻工况。

核电厂核级金属石墨密封垫片国产化替代核安全审查要点

本文介绍了国产化核级金属石墨密封垫片的密封原理和技术概况,通过对稳压器及蒸汽发生器相关密封垫片国产化替代的核安全审查,提出应从标准及规范符合性、设备鉴定、失效分析及跟踪检查措施等方面进行全面的核安全审查,以期对后续的国产化设备替代核安全审查提供借鉴。

金属石墨缠绕垫片分级制造工艺参数研究

采用正交试验方法研究了金属石墨缠绕垫片结构和工艺参数对垫片力学及密封性能的影响。石墨缠绕垫片的缠绕顶紧力和石墨带厚度是影响垫片力学性能的主要参数 ,可采用这两个参数作为研究缠绕垫片分级制造技术的主要参数。

金属石墨缠绕垫片蠕变对法兰接头密封性能的影响

法兰接头在高温环境中工作时,接头各个部件的蠕变松弛会加剧,然而在法兰接头的研究中,大多没有考虑垫片的蠕变松弛。以金属石墨缠绕垫片为例,在不同温度及不同初始密封比压情况下进行蠕变松弛性能试验;将试验结果进行拟合得到垫片蠕变松弛性能计算公式,将其代入法兰接头变形协调方程中,计算得到接头蠕变2年的螺栓力随时间的变化情况。使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,并计算不同部件蠕变2年所造成的螺栓力的松弛情况。理论计算结果与有限元计算结果相近,表明建立的理论模型可用于接头螺栓力松弛的评估。研究结果表明:初始密封比压相同时,温度越大则垫片的蠕变量越大,温度相同时,初始密封比压越大则垫片的蠕变量越大;垫片蠕变对法兰接头有显著影响,在一些情况下仅垫片蠕变就能使螺栓力下降40%,因此垫片蠕变对法兰接头的影响不能忽略。

法兰-螺栓-垫片系统高温热紧流程优化

采用柔性石墨金属缠绕垫片的法兰结构在升温过程中密封性能会下降甚至出现泄漏,采用恰当的热紧操作能显著弥补垫片应力的损失。采用有限元数值模拟方法,对DN200mm法兰系统高温热紧时不同热紧流程下垫片应力的变化进行了分析,建立了热分析模型及结构分析模型,并对热-结构耦合场分析进行了计算。模拟结果表明,高温下采用柔性石墨缠绕垫片的法兰结构热紧力数值选择为初始预紧载荷的1.25倍,且每次热紧操作选择两轮顺次紧固螺栓的方法,能够满足在达到足量且均匀垫片应力的同时,使得密封性能也得以提高。

适用于中高压蒸气管道的波齿复合垫片的研制开发

介绍了适用于中高压蒸气管道的柔性石墨金属波齿复合垫片的结构设计 ,各项性能指标影响 ,复合工艺的研究及密封性能的试验 。

压水堆压力容器水位测量管泄漏原因分析

介绍水位测量管泄漏事件,金属石墨垫片的结构及密封原理,结合水位测量管现场实际安装情况及对同一批次垫片试验特性结果,从垫片安装、法兰密封面、垫片所受压紧应力及垫片验收规范方面进行分析,得出导致此次泄漏的主要原因,并根据分析出的结论提供垫片安装的相关优化措施。

钢制安全壳用大直径法兰及密封的设计

换料大直径法兰的结构形式和密封形式是急需探讨的问题。为确保安全壳内发生严重事故时内压要求,应按照ASME相关要求对安全壳法兰和密封垫片进行设计,并进行有限元校核。