形状记忆合金对蒸汽发生器一次侧高水位密封组件结构及性能的优化

为替代蒸汽发生器一次侧高水位堵板装拆人工作业,利用形状记忆合金的超弹性,通过在密封组件中预埋形状记忆合金,研制了一种新型密封组件,为在核电高辐射区域应用机器人实施关键设备检修——高水位堵板装拆作业奠定了基础。与传统密封组件相比,新型蒸汽发生器高水位密封组件的结构及性能得到极大优化:省去了干密封—自密封—湿密封3道充气环密封,结构更紧凑轻便,堵板装拆机器人执行末端负载大大减轻(新型密封组件小于5 kg);预埋的形状记忆合金圈采用三道同心圆分布和二次硫化工艺,解决了金属/非金属硫化成型变形问题,回弹性好,从而满足密封组件可折叠进入,同时又可以在仅有中板支撑时稳定、准确地落座在主管道法兰环座上。

TOP-SEAL与粘土结合料作为道路基层的可行性研究

介绍了TOP-SEAL材料在国外的发展及应用情况;描述了对此材料与合肥粘土结合所形成的TOP-SEAL-SOIL进行的工程性能试验的方法、过程及结果;分析了其作用于高等级公路,作为道路基层材料的可行性,并提出了使用建议。

全补偿式弹性的储油罐密封结构改进设计

储油罐作为存储能源资源的重要设施,在密封性能方面要求极高,深入探讨了储油罐密封的重要性,以及提升其密封性能方法。首先,对储油罐密封的发展背景以及储油密封技术发展的重要性进行阐述;其次,从国内常用的储油罐密封结构普通机械鞋型密封结构、囊式弹性密封结构、全补偿式弹性密封结构的密封结构、使用范围、密封效果、优势与劣势方面进行论述;系统地探讨和论述全补偿式弹性密封结构在储油罐密封中的结构原理与优势,并提出了一系列改进方案。最后,通过实验论证所改进的全补偿式弹性密封结构的可靠性。通过对现有技术的整合和创新,提高了储油罐的密封性能,减少了资源浪费和环境污染,为储油罐密封技术的进一步发展提供有益的参考和借鉴。

某U型盾构装配式预制综合管廊研究及设计

本文针对雄安新区某整节段预制拼装综合管廊U型盾构施工进行相关设计计算。通过试验确定垫层及侧缝回填材料配比。侧缝回填采用拌制速凝液态土,可实现快速回填,在保证已安装管节边坡稳定的同时具备一定的阻水效果。U盾总推力确定是保证工程顺利实施的关键,本文充分考虑土层的弹塑性材料特性,分析计算欠挖土体破裂滑动面,采用有限元方法对U型盾构机底部欠挖土体切削反力进行了数值模拟分析,对土体能够提供的总推力作准确计算。相关内容可为同类工程提供参考。

TOP-SEAL与粘土结合料作为道路基层的可行性研究

介绍了TOP-SEAL材料在国外的发展及应用情况,描述了对此材料与合肥粘土结合形成的TOP-SEAL-SOIL进行的工程性能试验的方法,过程及结果,分析了其作用于高等级公路,作为道路基层材料的可行性,并是出了使用建议。

干气密封摩擦界面弹塑性接触刚度模型

针对干气密封摩擦界面复杂多变的弹塑性变形阶段,基于微凸体在变形全过程满足连续性、光滑性和单调性的特点,通过余弦函数来探究接触面变形量与接触特性之间的关系,建立了具有光滑连续特性的微凸体弹塑性接触模型,然后基于统计学理论,建立摩擦界面整体接触模型,最后将所建立的模型与GW模型、CEB模型、ZMC模型、KE模型和Li模型五种经典模型进行对比分析,并通过理论分析与数值求解得到干气密封摩擦界面的力学特性及影响因素。结果表明:该模型实现了微凸体在变形全阶段的连续性、光滑性和单调性;接触载荷、接触面积和接触刚度与无量纲接触变形量成正相关;与无量纲表面平均接触距离成负相关,且无量纲表面平均接触距离越小,其粗糙表面发生塑性变形的比重就越大;为使干气密封动环和静环更加可靠平稳地运行,应保证动环和静环的接触面尽量光滑平整,使其无量纲表面平均接触距离控制在2.5以下。

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。

深中通道伶仃洋大桥主缆除湿防腐性能优化

为提高深中通道伶仃洋大桥主缆的除湿防腐性能,对该桥主缆除湿防腐措施及构造进行设计优化。通过对主缆内部不平衡的除湿过程进行分析,在传统转轮除湿技术的基础上,提出固定出口含湿量的冷凝除湿方式,干燥空气的制备从单一的转轮除湿优化为冷凝+转轮复合除湿,使主缆中相对湿度长时间维持稳定状态,保证其在高温高湿环境中的防腐耐久性。同时优化了防护构造,主缆缠丝区防护构造采用Z型缠丝+缠包带,非缠丝区索夹环缝密封采用卡槽+环形增强密封圈,直缝密封采用空心橡胶弹簧式密封条,螺杆紧固件采用整体式防水螺母密封,有效提高了主缆防护的气密性。

基于sinh-sigmoidal组合式变换的薄型结构边界元分析方法

采用边界元法(BEM)分析薄型结构弹性静力学问题时,存在近奇异积分计算难题,为此,提出了一种非线性sinh-sigmoidal组合式变换方法,并将其集成到边界元程序,以消除积分在径向和角度方向的近奇异性。首先,针对积分单元运用了自适应分块技术,采用迭代sinh变换消除了积分核函数在径向上的近奇异性;然后,考虑sigmoidal变换核函数能向积分区间两端大量聚集高斯积分点的特点,其可用于消除角度方向上的近奇异性;最后,将sinh-sigmoidal组合变换方法集成到边界元程序,并以螺栓连接薄型垫片为分析对象,分别运用有限元法(FEM)与边界元法(BEM)对其弹性静力学问题进行了数值分析,验证了该方法的有效性。分析结果表明:在理想工况下,计算垫片各向面力的平均误差时,该方法具有良好的收敛性;在实际工况下,分析预紧力作用下薄型垫片的表面节点位移变化情况时,基于有限元法和边界元法的计算误差均小于1%,但边界元法的运算规模和计算效率优势明显。研究结果表明:sinh-sigmoidal组合变换法可有效消除积分在径向和角度方向的近奇异性;集成该方法的边界元程序在分析薄型垫片的弹性静力学问题时,具备相对较高的计算效率和计算精度。

弹性变形对泵用高速波度端面机械密封液体泄漏特性的影响

高参工况下密封环的弹性变形在一定程度上会影响密封性能。以波度端面机械密封为研究对象,考虑空化效应和弹性变形,对高速波度端面机械密封液体泄漏特性开展理论研究。采用有限差分方法数值求解密封的压力分布、开启力和泄漏量,重点分析密封端面波度几何参数以及密封工况参数对开启力和泄漏率的影响规律。结果表明:高速工况下波度密封端面空化加剧以及端面变形,使得密封端面承载力减小;当表面波度幅值较小时,考虑弹性变形时的密封开启力大于不考虑弹性变形时的密封开启力,而表面波度幅值大于0.2μm之后,两者呈现相反的结果;考虑弹性变形时的密封泄漏率则均大于不考虑弹性变形时的密封泄漏率;在弹性变形影响下,波度端面机械密封的密封性能主要受密封压力和密封间隙的影响;随着密封压力的增加,密封泄漏率增加;随着密封间隙的增加,考虑弹性变形前后的泄漏率差值逐渐减小。在文中计算条件下,弹性变形使得密封泄漏率增加可达50%以上。

表面形貌对浮动式箔片气膜密封性能的影响分析

为揭示密封副表面形貌对浮动式箔片气膜密封性能的影响规律,以一端固定式波箔片的织构化浮动式箔片气膜密封为研究对象,通过三维W-M分形函数表征设计有三角形织构的粗糙平箔片表面,在考虑微通道尺度效应、流固界面台阶效应和弹性面变形问题的同时,建立了楔形气膜和运动转子同步旋转的压力控制方程,并采用有限差分法耦合求解,得到分形参数对流场润滑状态和密封特性的影响规律.研究结果表明:表面粗糙峰对密封性能的影响是单调的,而表面密集度对密封性能的影响是不规则的;特征尺度系数G的增大和一定范围内分形维数D的减小,可在提高密封动压效应和降低泄漏率方面发挥积极作用,反之则有利于减小摩擦力和实现密封系统的稳定;摩擦副的真实表面对密封性能的影响不可忽略,但随着气膜厚度的增大,影响程度会被逐渐削弱.本文中的研究使浮动式箔片气膜密封的理论研究更接近真实工况,可为弹性箔片的制造工艺提供一定参考.

超深埋大直径盾构法调蓄隧道的防水设计

针对上海苏州河段超深埋、衬砌需承受内外水压的大直径盾构法调蓄隧道,论述了管片接缝防水设计的思路,其包含接缝密封垫的防水指标要求、双道密封垫的设置原因、衬砌变形缝防水、螺孔防水、嵌缝及手孔封堵等内容,并重点介绍了密封垫的材质、断面构造形式、锚固式密封垫的应用情况以及密封垫的水压试验结果。

一种高性能金属硬密封球阀弹性阀座设计与研究

针对油气开采平台高温、高压油气介质工况用金属硬密封球阀,设计了一种高性能弹性阀座。介绍了金属硬密封球阀设计参数及密封性能试验要求,对比了弹性阀座和常规阀座的结构设计,采用有限元方法对2种结构阀座密封环带应力分布进行模拟分析。通过高压液体密封试验和高压气体密封试验,验证了弹性阀座良好的密封性能,尤其在高参数工况下弹性阀座的密封效果更加突出。

隔离球阀的改造

介绍了硬密封球阀和软密封球阀在PVC聚合釜上的应用,分析了阀门内漏的原因,并提出了改造方案。

某发动机弹性密封贴合面轴向变形量计算

为准确、定量评估某发动机弹性密封件贴合面的轴向变形,首先建立贴合组件的模型,随后对模型中的各零部件赋予导热系数与材料,施加初始温度、换热系数等边界条件,计算出四种恶劣工况下精确的温度场分布,随后将温度场分布作为输入条件导入结构求解的模型中求解,输入材料的热膨胀系数和弹性模量,施加轴向力载荷时考虑2g的正反方向的过载,分别求出极限情况下的两个大的组件中端面的轴向变形,最后进行求差,得到最大的轴向相对变形量,从而为进一步评估压缩量对弹性密封的影响提供了科学的定量依据。

盾构管片弹性防水密封垫与混凝土相互作用规律研究

针对盾构管片接缝外侧混凝土裂损灾害问题,建立了弹性防水密封垫混凝土相互作用模型,对管片接缝外侧裂纹产生的机理和规律进行了研究,提出并验证了合适的密封垫型式。研究结果表明,采用双排圆形开孔、3条脚柱的密封垫型式能够在兼顾防水性能的同时减小对盾构管片外侧混凝土的损伤。

全接液内浮盘与弹力片补偿密封在成品油储罐上的应用

文章结合生产实际,对所属成品油常压储罐内浮盘存在的不足进行了分析。从技术、经济性等方面对不同形式成品油储罐内浮盘进行了对比,提出了将铝浮筒盘+囊式密封更换为全接液浮箱盘+弹力片补偿密封的升级方案。新方案实施后,消除了所属成品油常压储罐内浮盘及密封方面的缺陷,减少了储罐油气泄漏,解决了储罐VOCs超标问题,减少了停罐检修的次数,使储罐的安全性得到了提升,挽回了经济损失,达到了预期的效果,也验证了内浮顶常压储罐全接液浮箱盘+弹力片补偿密封升级技术路线的有效性。

内浮顶储罐浮盘选型研究与技术应用

内浮顶储罐中浮盘是影响安全、环保的重要部件,浮筒式浮盘因存在油气空间和易熔特性已不满足标准规范的要求,全接液浮盘成为解决储罐安全、环保问题的有效措施。本文从内浮顶储罐浮盘选型的角度分析了各类浮盘和密封技术的优缺点,并对全接液浮盘和全补偿弹性密封的适用性进行分析,对比了浮筒式浮盘和全接液浮盘的VOCs排放效果,实现达到VOCs源头控制和保障内浮顶储罐本质安全的目的。

水下连接器密封性能分析及实验研究

针对水下连接器需要具有良好可靠性的问题,对连接器的密封性能进行了研究。通过对卡爪式连接器的密封圈进行弹性力学分析,用数学模型揭示了金属密封机理,并根据其受力形式计算了密封比压;根据密封比压公式对密封圈密封面的角度进行了改进,提出了一种新型复合式内外压密封结构。经过有限元仿真分析及样机试验研究,验证了新型密封圈所需的预紧力载荷只有82 t,比原始的标准透镜式密封圈预紧力载荷小了将近30 t,证明了新型复合式内外压密封结构的优越性。

热弹变形对核主泵用流体静压型机械密封性能的影响

针对核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,通过建立收敛台阶端面流体静压型机械密封的稳态传热模型,并考虑流体粘度随压力、温度的变化,建立端面流体膜压力和密封环温度的控制方程,采用有限差分法求解各控制方程,采用有限元法求解密封环热、弹变形,对密封进行流、固、热耦合分析,研究热弹变形对密封性能的影响;同时改变操作参数,研究端面温度、热弹变形、端面流体膜平衡间隙等随之产生的变化规律。结果表明,端面的弹性变形大于热变形;热弹变形的综合影响使端面由外径向内径形成收敛间隙,导致开启力、泄漏率和液膜刚度增加;动环角速度越高,流体温升越大,端面热变形越明显,泄漏率越大;流体注入温度越低,温粘效应越显著;流体注入压力越高,热弹变形量越大,密封端面平衡间隙亦越大。