基于截面参数R(R_(1),R_(2))的金属缠绕垫片结构优化设计

金属缠绕垫片广泛应用于管道法兰静密封,其结构对力学性能和密封性能具有重要的影响作用。在常用金属缠绕垫片“V”形简化模型的基础上,提出改进的R(R_(1),R_(2))截面参数简化模型,可以更好地符合工艺要求;将柔性石墨密封带的接触压力、等效应力和压缩回弹作为关键性能指标,构建基本的柔性石墨金属缠绕垫片几何结构优化的目标函数及约束条件方程,利用ANSYS软件对改进模型进行仿真模拟分析,探究不同垫片结构参数对关键性能指标的影响,应用响应面法确定多约束条件下金属缠绕垫片的最优结构。

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。

不锈钢柔性石墨缠绕垫片基本性能研究

对不锈钢柔性石墨缠绕垫片进行了常温机械性能和密封性能的试验研究,找出了垫片常温密封的基本规律,提出了较好地表征该垫片压缩回弹特性、应力松弛特性和基本密封特性的公式,通过试验数据的回归分析,得到公式中的各系数,为螺栓法兰垫片连接的紧密性分析和密封件的工程选用提供了依据.

W形柔性石墨金属缠绕垫片结构及工艺参数优化试验研究

通过力学模型和理论分析,建立W形柔性石墨金属缠绕垫片弹性变形公式。以国家标准中4.5 mm厚度的缠绕垫片为基准,分别用不同宽度的平钢带设计出3种W形钢带结构,并通过正交试验研究不同W形钢带结构的柔性石墨内外环缠绕垫片在不同缠绕压紧力和拉紧力时的压缩-回弹性能,得到性能最佳的参数组合。

V形、W形不锈钢柔性石墨缠绕垫片的结构研究

通过理论分析 ,设计了V形和W形金属缠绕垫片 。

缠绕垫片设计、制造和使用中存在的问题

探讨了缠绕垫片设计、制造和使用中应注意的若干问题 。

缠绕式垫片分级设计制造理论和技术

通过不同材料、不同结构的组合以及制造工艺参数的合理选择,可制成不同性能的缠绕式垫片以适应不同介质、不同工况的使用要求。提出了缠绕式垫片分级设计与制造的概念,建立了基于垫片结构参数和生产工艺参数优化以及螺柱凸缘联接紧密性分析方法的分级设计制造理论,探讨了相关技术。实践表明,该技术的推广应用可有效提高缠绕式垫片的设计、制造和使用水平。

金属石墨缠绕垫片的密封性能研究

着重研究缠绕垫片的密封性能，即泄漏率与其结构、工艺参数、介质压力以及垫片压紧力之间的关系。此项研究对工程实践具有重要意义。

V型缠绕垫片的力学分析及性能研究

对V型缠绕式垫片进行简化力学分析 ,并通过合理的设计、性能试验加以验证。

石墨缠绕垫片的结构与工艺参数的研究

本文研究了金属石墨缠绕垫片(DN80.PN5.0)的结构与工艺参数对其性能的影响,其中引用了美国API标准中的相关数据进行结构设计,从而提出了对工程实践具有指导意义的重要结论。

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。

金属缠绕垫片压缩-回弹性能

采用优化试验方法，对柔性石墨缠绕垫片的压缩－回弹性能进行研究，从中获得了最佳参数。同时对聚四氟乙烯和特制石棉缠绕垫片进行了性能研究。

新型耳环式缠绕垫片的结构设计与强度计算

设计了一种新型缠绕垫片——耳环式缠绕垫片,对于外环宽度大于25mm的缠绕垫片,设计出一种耳式外环,并将环的宽度统一定为25mm,给出了结构设计方案,并进行了强度计算。结果表明,耳式外环最大应力处于外环内径处;耳式外环能满足强度要求,且省料和备料方便,可以在煨环机上煨制,安装时更加容易。

缠绕式垫片法兰接头装配要求的剖析

本文根据缠绕垫片法兰接头的实际情况，按照ASME B16．20缠绕式垫片的技术要求，对低压管法兰用缠绕式垫片的安装要求进行一些分析。

缠绕式垫片生产新技术与装备

鉴于目前国内生产厂家对缠绕式垫片的结构参数无统一规定， 生产工艺落后， 质量不稳定以及生产效率低的状况， 经剖析国外密封件公司同类产品并综合国内厂家的经验数据， 确定出垫片原材料的结构参数。简述了缠绕式垫片生产过程中工艺参数的控制原理， 结构和工艺参数对产品质量的影响。采用正交试验方法对结构和工艺参数进行优化， 得出了最佳生产工艺， 据此研制出新的缠绕式垫片成套生产装备。采用这套装备生产的垫片， 结构参数最优， 工艺参数可显示和控制， 尺寸可预置， 实现了缠绕式垫片生产过程的自动化。

设备与管道密封面泄漏治理若干问题探讨(Ⅰ)

总结了在工程实践中对密封失效采用的一些改进措施，包括高温填料密封的泄漏治理、减压分流在泵轴封中的应用；还探讨了金属缠绕垫片在设备与管道应用中常遇到的问题及解决的办法．

金属缠绕垫片产品的质量检测与分析

通过对金属缠绕垫片产品的监督抽查检测,分析了各种因素(钢带成型角度、垫片径向力、石墨带材厚度)对金属缠绕垫片性能的影响和不合格产品的原因,总结了提高金属缠绕垫片产品质量的关键因素。

考虑微动磨损的法兰垫片泄漏路径研究

目前,在能源工程领域,特别是石油和天然气工业,站场和管道是最重要的运输方式。在天然气集输系统中,站场占有比例较大,其可靠性在很大程度上影响着整个管道系统的安全。由于设备和仪表的多样性,螺栓—垫片—法兰连接是站场中主要的连接方式。此外,密封垫片是整个系统的核心密封元件,对管道系统的安全性能至关重要。在天然气输送的过程中,内部输送介质引起的压力脉动将不可避免地导致管道及连接部位发生小幅度的振动,造成垫片与法兰密封面的微动磨损,从而降低螺栓—垫片—法兰连接的紧密性和密封性能。通过对常用金属缠绕垫片的微动磨损试验,观察分析了垫片与法兰密封件界面微动磨损对连接系统微泄漏的影响,并根据密封面的磨痕尺寸,建立了"米"字形垫片微泄漏路径单元模型。利用FLUENT软件对微动磨损产生的微泄漏路径单元内部的流体特性进行了数值模拟,探究了不同管道压力和泄漏模式下泄漏过程的变化规律,并通过柔性石墨壁面的剪力云图分析单元内部通道壁面易受高压介质冲蚀的区域。结果表明,泄漏模式(泄漏口数量)对泄漏路径单元内流场及流速的分布有较大影响,一级泄漏模式入口流速较高,但扩散能力相对较弱,三级泄漏模式的出口流速最大;此外,温度变化不会直接影响内部流场变化;微泄漏路径单元的通道入/出口界面的体积流率均随入口压力的增大而增大;泄漏介质对柔性石墨壁面剪切力的冲蚀区域随泄漏模式产生相应变化,与其它两种泄漏模式相比,一级泄漏模式的壁面剪应力较大,三级泄漏模式的最大剪应力出现在中间区域,对石墨壁面的冲蚀作用影响更大。总的来说,考虑微动磨损的法兰垫片泄漏路径模型一定程度上能够为法兰垫片泄漏模型和评价体系的建立与优化提供参考。

柔性石墨缠绕垫片密封性能试验研究

在对不同结构的柔性石墨缠绕式垫片进行常温机械性能研究的基础上 ,对机械性能与紧固件要求一致的垫片进行了常温密封性能试验研究。找出了常温密封性能的基本规律 ,提出了较好地表征垫片密封特性的公式 ,并通过对试验数据的回归分析得到了公式中的各系数。试验发现 ,该结构的垫片在预紧比压和 1 .1倍公称压力下的单位时间的标准体积泄漏率 (氮气 )达到 1 0 - 4数量级 ,表明该结构的垫片可用于相应压力级别的管法兰上 。

金属缠绕式垫片的预紧应力分析及试验研究

结合法兰连接的实际 ,按照ASMEB16 2 0对缠绕式垫片压缩的要求 ,对管法兰用缠绕式垫片的预紧应力进行了分析。并就如何通过垫片工艺结构的调整 ,使其机械性能与紧固件的要求一致 ,从而使法兰接头符合操作时的密封性要求进行了试验研究。