Structural Design and Performance Analysis of a Deep-Water Ball Joint Seal

To overcome the current difficulties of high-precision machining and the high manufacturing and maintenance costs of spherical seals for deep-water drilling ball joints,a new spherical seal technique is proposed in this paper.The spherical seal is mainly composed of silicone rubber and polytetrafluoroethylene(PTFE).Rational structural design makes the seal independent from the ball and other components,making it easy to replace if leakage occurs at its surface.PTFE can elastically deform over a certain deformation range,which guarantees that two sealing surfaces fit tightly together.O-Ring and PTFE elasticity makes up for any lack of accuracy during spherical machining and decreases the machining precision requirements for spherical surfaces.Using a finite element technique and nonlinear theory,the performance of the spherical seal under the influence of various factors is determined.The results show that the spherical seal designed in this paper exhibits excellent sealing performance under lowtemperature and high-pressure conditions.The spherical seal,a combination of an O-ring and PTFE,has the advantages of cheap manufacturing and maintenance costs and excellent sealing performance.

高速注采储气库井套管螺纹密封性研究

套管螺纹密封性是影响周期性高速注采作业的储库气井安全性的关键因素,因此保证储气库井的密封性完整极其重要。需要重点研究储气库井注采过程中对其套管柱密封性的影响,特别是循环注采过程中产生的交变载荷对储气库套管柱特殊螺纹接头密封结构性能的影响。基于有限元法理论,针对中国北部某储气库井所选用的特殊螺纹接头,结合储气库井实际工况和现场数据,建立套管接头螺纹有限元计算模型,研究了循环注采条件下,温度、注采压力、轴向载荷及点蚀对储气库套管螺纹密封状态的影响。结果表明,温度对套管螺纹接头的结构完整性和密封完整性影响较小,注采压力、轴向载荷和点蚀对其影响较大,需控制在一个较低值。研究可为储气库井套管柱密封失效判定及其套管柱设计提供参考。

煤化工装置法兰接头密封泄漏评估管理系统研发

煤化工装置中螺栓法兰接头的泄漏问题一直是安全和环保管理的关键挑战。为解决此问题,文中设计并开发了涵盖了数据收集管理、密封泄露检测及修复、LEC泄漏风险评估及统计分析等功能的评估管理系统。通过该系统,可以实时监测密封泄漏、进行数据分析评估,并采用LEC评价法进行风险评估。系统业务模块面向不同管理层级的需求,有助于提高煤化工装置法兰接头密封泄漏评估管理的科学性和效率。系统致力于提高装置的密封性能、降低泄漏风险、合理配置检维修资源,从而实现装置的长周期运行。

结构参数对液压旋转接头密封性能的影响

为探究结构参数对液压旋转接头间隙密封性能的影响规律,分别以泄漏量和压力损失作为液压旋转接头的性能指标,研究密封有效长度、密封直径、密封间隙值3种主要结构参数对旋转接头性能的影响。采用正交试验与Fluent流体仿真相结合的方法,分析液压旋转接头间隙密封在不同结构参数下的泄漏量和压力损失情况。结果表明:3种结构参数对泄漏的影响程度由大到小依次为密封间隙值、密封有效长度、密封直径,对压力损失的影响程度由大到小依次为密封有效长度、密封直径、密封间隙值;密封间隙值大小对泄漏量影响非常显著,泄漏量随着间隙的增大呈指数增长关系,而间隙密封有效长度、环形密封直径对泄漏量无显著影响;密封有效长度对压力损失有极其显著影响,而密封直径和密封间隙值对压力损失没有显著影响;从整体上看密封间隙值、间隙密封直径、密封有效长度都大致与压力损失呈一次函数关系,且前两者与压力损失呈正相关关系,后者则与压力损失呈负相关关系。

双道密封垫分布形式对大直径盾构隧道接缝力学性能影响研究

为探究大直径盾构隧道双道防水密封垫的合理分布方式,采用考虑接缝细部构造及混凝土塑性损伤的精细化数值模拟方法,通过纵缝抗弯足尺试验验证该方法的有效性,并进一步利用精细化数值模拟对比分析密封垫双道内外分布及密封垫双道外侧分布下接缝的力学性能及防水性能。研究结果表明:1)精细化数值模拟在反映接缝抗弯性能方面具有良好的可靠性;2)接缝受压区高度、张开量及螺栓应力随弯矩增大呈现4阶段的发展模式,受压侧外缘接触一定程度提升了抗弯性能;3)轴力显著影响接缝初始抗弯刚度的保持,且轴力与初始抗弯刚度并非完全正相关,高轴力下初始抗弯刚度有一定下降;4)密封垫双道内外分布的负弯性能略优于正弯性能,密封垫双道外侧分布的负弯性能远超正弯性能;5)密封垫分布从轴力附加弯矩和核心区混凝土高度2方面影响了接缝的抗弯刚度;6)正弯矩下双道外侧防水性能优于双道内外的防水性能,而负弯矩下双道外侧防水性能较双道内外的防水性能差。由于具有更好的正弯性能以及至少有一侧密封垫受压的防水性能,密封垫双道内外分布的纵缝形式具有更好的适用性。

复杂岩溶地层地铁车站深基坑涌水灾害的声呐探测及综合治理

[目的]在佛山地区,复杂岩溶地层具有特殊性,其钙质粉砂岩地层及其破碎带极易引发地铁车站基坑涌水灾害。因而有必要采用声呐技术进行探测,并通过综合治理解决涌水问题。[方法]以佛山地铁3号线中山公园站为研究对象,从涌水险情出发,介绍了该站声呐探测方案,并基于探测结果分析了该站深基坑地下水的渗漏特性,判定了渗漏点的空间分布及其涌水灾害类型。结合基坑底部超前钻勘察成果及基坑内涌点分布特征,提出了坑外后退式双液注浆止水帷幕+坑内咬合旋喷桩基坑渗漏联合封堵方案。着重阐述了方案中后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩以及MJS(全方位高压喷射)桩等技术的施工要点。对采用综合治理前后的代表性测孔处地下水渗流速度进行对比,以验证治理效果。[结果及结论]声呐探测技术能精准探查岩溶地层深基坑渗漏点的具体位置及其渗流场相关参量。采用后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩及MJS桩相结合的联合封堵方案可有效解决复杂岩溶地段深基坑开挖大面积涌水渗漏技术难题。

真空腔体的螺栓法兰接头自动预紧工艺仿真

螺栓法兰接头密封的优劣直接决定了真空腔体的真空漏率的好坏。利用ANSYS Workbench仿真分析了密封圈的压缩回弹过程,获得了密封圈在受力方向上的形变与应力的数据,进而模拟分析了螺栓法兰接头对角螺栓同步8级预紧的过程,并对其预紧工艺进行了优化。仿真结果显示:在弹性变形阶段,密封圈的形变与应力之间显现线性关系;在塑性变形阶段,两者之间的关系显现非线性;在弹性回复阶段,随着密封圈形变的减小,应力先降低后升高,展现出一定的非线性特征。8级预紧工艺中前4级采用顺序预紧、后4级采用顺序与间隔交替预紧得出的螺栓残余预紧力一致性最高;在第8级预紧过程中应用变载荷能显著提高螺栓残余预紧力的一致性,从而提升了螺栓法兰接头的密封效果。

复合皮移植联合VSD修复碾压伤致肘关节外露

目的:探讨复合皮移植联合负压封闭引流(Vacuum sealing drainage,VSD)在碾压伤伴关节外露创面修复中的临床应用效果及可行性。方法:2020年12月,笔者科室收治1例因左上肢车祸伤致皮肤坏死伴肿胀1 d的患者,入院时查体左上肢肿胀,左前臂、肘部可见约15.0 cm×20.0 cm皮肤坏死,左手感觉功能减退,桡动脉尚可触及,急诊手术探查见肘关节外露、脱位,肱三头肌自肱骨大范围撕脱,尺神经外露、移位,肘关节、尺骨外露范围约3.0 cm×5.0 cm。根据患者病史、临床表现、左上肢X线片及手术探查体征诊断左上肢碾压伤,肘关节外露。应用复合皮移植两步法联合VSD覆盖创面,自体中厚皮片移植修复皮肤缺损。结果:患者左上肢皮肤缺损处愈合良好,术后4个月复查,肘关节屈曲、伸直、旋转功能均恢复良好。结论:对于此例肘关节、骨外露创面,应用复合皮移植后可覆盖骨外露创面,大大降低了手术难度及患者的痛苦,为以后相对小面积骨外露创面的修复提供了新思路。

膨胀套管接头柱面密封结构密封性能分析

为了研究影响膨胀套管接头柱面密封结构密封性能的因素,采用有限元显示动力学分析方法,对构建的膨胀套管接头柱面密封结构的膨胀过程进行有限元仿真和分析,得到了无载荷工况、内压和金属密封面初始间隙对套管接头密封性能的影响规律。结果表明:在无载荷工况下,套管接头膨胀后金属密封面间接触力为零,不具备密封性能;在0~30 MPa范围内,施加的压力越大,膨胀后金属密封面间的接触力越大,密封性能越高;金属密封面初始间隙对套管接头的密封性能影响最大,当金属密封面初始间隙在0.1~0.4 mm范围内减小时,套管膨胀后密封面上的接触力逐渐增大,柱面密封结构的密封性能逐渐提高。分析结果可为膨胀套管接头密封性能优化设计提供参考。

蜂窝与K418B高温合金电阻定位焊工艺研究

目的获得蜂窝电阻定位焊的最佳工艺参数并提高焊接接头的力学性能。方法通过正交试验法,对15mm×10mm×4.2mm的GH3536蜂窝和15mm×10mm×2.5mm的K418B基板进行系列电阻焊实验,主要的焊接工艺控制参数包括焊接电流、焊接时间和焊接压力。对焊接接头进行了抗拉强度测试,系统分析了工艺参数对接头力学性能的影响;通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)对拉伸试样的断口形貌和失效形式进行了观测;采用电镜配套的能谱(EDS)探头对焊接接头的界面元素进行了分析。结果GH3536蜂窝与K418B基板定位焊系列接头的最高平均抗拉载荷为123.76N。接头界面处的K418B基板为细小等轴晶组织。基板与蜂窝之间存在宽度约2μm的界面层,其成分与基板相近。接头断口焊合区面积随电流的增大而增大,且在高电流下焊合区焊痕呈蝴蝶状分布。结论在电阻定位焊工艺参数中,焊接电流对接头强度的影响最为显著,其次为焊接压力,焊接时间的影响程度相对较弱。得到的最优参数组合如下:焊接时间为2 ms,焊接电流为4.5kA,焊接压力为17.5N。在该参数下能够获得最高的接头平均抗拉载荷(123.76N)。

景洪水电站大坝结构横缝渗漏水下处理技术

针对景洪水电站12#—13#坝段结构横缝渗漏水问题,通过前期水下ROV检查及相关监测数据分析,项目设计采用结构横缝水下化学灌浆结合上游面水下设置表面接缝止水的方案,具体做法为采用LW/HW环保型水溶性聚氨酯灌浆材料封堵渗漏通道,并采用SR防渗体系封闭表面接缝。该做法消除了横缝渗漏,防渗效果显著。

铁路桥梁接缝用密封材料的本构关系

双组分聚氨酯材料适用于铁路桥梁接缝密封,该材料固化后属于各向同性的超弹性体。本文总结分析了基于分子统计热力学和连续介质唯象学理论的常用超弹性体本构模型及其适用范围和局限性。结果表明:铁路桥梁接缝用聚氨酯密封材料的主要变形为拉伸变形;根据铁路桥梁接缝的工作状态和使用条件,采用单轴拉伸、纯剪切等典型力学性能试验拟合密封材料的本构模型时,五参数Rivlin模型模拟效果最好。研究结果为准确仿真接缝用密封材料在实际使用工况下的力学行为提供了参考。

液压支架大通径架间管接头结构及密封形式研究

为缓解液压支架DN50及其以上管径的架间管接头处漏液问题,通过对比DN、SSKV等胶管接头形式和挤压面积,确认SSKV接头形式更能适用于大通径架间管。在分析了某案例O形圈+挡圈结构的密封形式应用在架间管接头处的弊端及其原因的基础上,将千斤顶中应用成熟的聚氨酯密封材质应用在SSKV接头形式的密封中;在样机试验、多批次应用案例基础上证明聚氨酯整体密封形式可以更好地适应架间管的SSKV接头形式。

一种温度自适应碳环密封结构及性能验证

介绍了一种新型的温度自适应碳环密封结构,包括碳环结构及材料、密封试验方法、温度自适应碳环密封效果及应用环境。与传统的碳环密封不同,该温度自适应碳环密封能够随着工作环境温度变化,自动调整碳环内孔尺寸,始终保持碳环与转轴(或轴套)的间隙值为初始间隙,有效地减少了密封泄漏量。对比验证结果表明,该温度自适应碳环密封比传统碳环密封具有更好的密封性能和应用价值。

低合金钢管板管孔加工技术

针对低合金钢管板的管孔加工,对比分析了目前国内常用管孔加工机具一次加工成型管孔质量的差异,试验对比了相同液压胀力下初始间隙0.36 mm和0.26 mm的10^(#)+16Mn胀接接头的密封性和拉脱力变化。指出GB/T 151—2014中对管板孔桥宽度B值随管板厚度变化的限定值已经落后,应在该标准修订时进行调整。研究发现,管孔表面粗糙度应根据换热管外表面粗糙度、管束密封性和拉脱力的设计要求进行调整,随着装备制造加工技术的提高,管板孔的加工机具应在数控钻、加工中心、数控深孔钻中进行选择,逐步淘汰摇臂钻。

抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用

球形接头是抛物面槽式太阳能集热器的关键部件,针对球形接头易发生运转卡涩和导热油泄漏问题,研制了一套球形接头性能测试系统。该测试系统可以实现球形接头在旋转、摆转或旋摆联动模式下,以及在导热油温度达393℃和压力达4.1 MPa工况条件下的加速寿命测试。以导热油为传热流体,开展了球形接头在导热油温度为393℃和压力为2.3 MPa工况条件,以及温度、压力变化条件下的性能测试研究,分析了球形接头在模拟12年寿命期的扭矩特性和密封性能,验证了该测试系统运行的稳定性和可靠性,并且关键技术参数的控制精度和测量精度满足使用要求,为球形接头的性能评价提供了技术支撑。

绝缘接头在长输管道安装中的质量控制

绝缘接头是隔离有无阴极保护管段的连接装置,在天然气长输管道中主要安装于进出站管线处以及阀室放空管附近,对埋地管道的密封性能、强度性能和电腐蚀绝缘性能影响很大。良好的绝缘接头既可以防止线路阴极保护电流流失,也能阻断管道上的阴极保护电流流入站内其他相连的金属设备,其安装质量的优劣直接影响着阴极保护的效果,决定了管道的使用寿命。以某天然气管道项目为背景,现场调研发现绝缘接头在安装后易发生密封失效和绝缘性能降低等问题。从设计、制造、运输及施工等方面深入分析原因,制定相应对策,提高绝缘接头一次安装的合格率。通过落实系列措施,将绝缘接头安装一次合格率由88.8%提高至100%。同时加强质量监管,大幅度提高了绝缘接头安装后质量。

某混合动力变速箱壳体密封面仿真分析及优化

针对某混动变速箱台架试验耐久反馈的两处靠近螺栓密封面处渗油现象,两种恶劣工况下对此处螺栓结合面进行非线性接触有限元仿真分析。根据仿真结合面处的面压、张开量,判定了理论密封面设计的合理性,通过改变箱体结合面的加工工艺和涂胶工艺改善密封性,经过专项加载试验进行漏油试验验证,漏油现象消失。本次问题解决证明了变速箱密封面漏油仿真和优化方法的可行性,为壳体密封设计和解决措施提供了依据。

全厚皮片回植治疗四肢累及关节大面积皮肤撕脱伤

目的探讨全厚皮片回植治疗四肢累及关节大面积皮肤撕脱伤的疗效。方法将15例四肢累及关节大面积皮肤撕脱伤患者采用全厚皮片回植治疗。记录回植皮片成活情况。采用温哥华瘢痕量表(VSS)评分评价瘢痕外观情况,采用Highet评价系统评价感觉神经功能恢复情况。根据受累关节不同,分别采用膝关节HSS评分、AOFAS踝-后足评分、肘关节改良Cassebaum评分、腕关节Cooney评分评价关节功能。结果患者均获得随访,时间1~5年。①术后1个月回植皮片成活情况:优14例,可1例。②术后1年VSS评分评价瘢痕外观:满意11例,尚可4例。③术后1年Highet评价系统评价感觉神经功能:S4级5例,S3级9例,S2级1例。④术后1年,9例累及膝关节者HSS评分为优2例、良5例、可1例、差1例;2例累及踝关节者中1例AOFAS踝-后足评分为优,另1例截肢;5例累及肘关节者改良Cassebaum评分为优1例、良3例、可1例;1例累及腕关节者Cooney评分为良。结论全厚皮片回植治疗四肢累及关节大面积皮肤撕脱伤,方法简便易行且皮片成活率高,在外观、感觉恢复方面都能取得满意疗效,待皮片成活后早期配合功能锻炼可促进患者关节功能的恢复。

薄型管片密封垫沟槽外侧混凝土损伤规律

依托某电力盾构隧道工程,建立密封垫-管片相互作用模型,通过改变弹性密封垫硬度、接缝张开量、错台量、密封垫沟槽尺寸和位置,对密封垫沟槽外侧混凝土的裂损情况进行了分析。结果表明:密封垫与管片的正向挤压和切向错台均会引起混凝土裂损,其中接缝错台量的影响最大;密封垫沟槽深度越小、沟槽与管片外侧的距离越大,混凝土裂损程度越低。对于薄型混凝土管片接缝设计,在满足管片防水和局部承压要求前提下,建议尽量减小密封垫沟槽深度,增大沟槽与管片外侧的距离。