石油井安全阀弹簧蓄能密封性能分析及结构优化

为研究一种适用于超高压石油井安全阀用密封圈,设计一种适用于做往复运动的弹簧蓄能密封圈结构方案,并分析密封圈唇口结构对密封性能的影响规律。通过构建V形等效弹簧建立二维轴对称模型,借助ABAQUS有限元仿真软件分析不同唇口结构的接触应力状态;以泄漏量为指标,评价单唇和双唇在介质压力35、70、105 MPa和相对运动速度4~8 mm/s下的密封性能;并在双唇口结构优化的基础上,分析唇口角度和唇口间距对密封性能的影响规律。结果表明:在70 MPa介质压力以下,单/双唇结构的密封性能随介质压力变化的趋势相同,随着介质压力逐渐升高,双唇结构的优势逐渐明显;双唇优化后,唇口角度和唇口间距仅对唇口局部接触压力分布有影响,对密封性能的影响十分有限;相对运动速度对2种结构的密封性能影响具有相同的规律;双唇结构密封性能整体比单唇结构提高约25%。

弹簧蓄能密封圈中蓄能弹簧的有限元计算及等效建模研究

弹簧蓄能密封圈是一种性能优良的密封装置,其中的蓄能弹簧可以为密封圈提供初始密封压力,起到辅助密封的作用。但目前对弹簧蓄能密封圈的研究多是在有限元软件中建立二维轴对称模型进行仿真实验,对蓄能弹簧的力学特性和建模计算方法的认识尚有不足。为实现不同结构的弹簧蓄能密封圈的参数化仿真设计,推导环形蓄能弹簧的空间曲线参数方程,建立双层螺旋蓄能弹簧的三维有限元模型,并仿真分析其力学特性。定义蓄能弹簧的内侧刚度和外侧刚度,研究弹簧不同结构参数对其刚度的影响。结果表明,弹簧的厚度和弹簧截面外径对刚度的影响较大,而弹簧中径和匝数对刚度影响可忽略不计。提出轴对称等效模型的建立原则,建立轴对称等效模型的经验公式,为弹簧蓄能密封圈的参数化仿真设计提供了参考。

高超声速飞行器的动态热密封技术研究进展

高马赫数飞行带来的气动热一直是制约飞行器向更大速域和空域发展的最大因素,特别是针对飞行器发动机尾喷管和机体之间、飞行器尾翼控制舵等有较大动态间隙部位,对其进行动态热密封的技术难度也远高于一般的机身表面防热;因此,动态热密封技术成为各国在新型高超声速空天飞行器发展中需要突破的重要瓶颈。本文以X-38等飞行器为例,对国外动态热密封技术进行了简要介绍,并对其主要技术类型和关键性能测试方法进行综述,最后对动态热密封技术的发展进行了总结和展望。

基于有限元和响应面法的U形弹簧结构参数分析

液压作动器内部密封件的蓄能性能是衡量其可靠性的关键,而U形弹簧作为蓄能密封圈的弹性元件,其压缩刚度和弹性压缩极限是决定其蓄能性能的主要因素。建立基于材料参数的U形弹簧弹塑性有限元模型,计算U形弹簧的压缩刚度、弹性压缩极限和线性压缩临界值,分析典型结构参数对蓄能特性的影响;基于响应面法构建多因素数学模型,比较各结构参数对弹簧压缩刚度和弹性压缩极限的影响程度;通过多次弹簧压缩试验验证了计算模型的准确性。结果表明:弹簧厚度、截面总长、开槽宽度、周期宽度和根部圆弧半径为压缩刚度的主要影响因素,其影响依次减小;弹簧厚度、截面总长和根部弧半径为弹性压缩极限的主要影响因素,其影响依次减小。重复压缩试验证明,弹簧屈服产生的塑性变形会随着压缩次数累加,导致弹簧开口宽度减小,导致密封圈动态密封性能降低;当蓄能密封圈用于动密封时其压缩量不宜超过弹性压缩极限。

考虑温度影响的非对称蓄能弹簧密封圈密封性能研究

针对一类非对称蓄能弹簧密封圈,利用有限元方法分析不同温度下密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙对密封性能的影响,并结合正交试验法对密封圈结构进行优化设计。研究结果表明:随着温度的升高,线接触压力和有效密封长度逐渐增加,峰值接触压力逐渐降低;随着圈长的增加,线接触压力单调增加,有效密封长度单调减小,而峰值接触压力表现出先增加后减小的非线性变化趋势;随着内外唇长差值的增加,线接触压力、有效密封长度和峰值接触压力均存在极值点;在给定温度下,主要设计参数对线接触压力和有效密封长度的影响程度依次为密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙,对峰值接触压力的影响最为显著的设计参数是内外唇长差值,其次是竖向间隙。

碟簧定力矩紧固组合技术的应用

碟簧密封和定力矩紧固在机械密封中应用较为广泛,随着管道密封要求越来越高,单独的碟簧密封或者定力矩紧固已经难以满足密封要求,将二者进行组合使用可以大幅度增强密封效果。目前,针对碟簧定力矩组合密封技术在施工中的应用研究较少,碟簧和定力矩的相互作用和相互影响规律需要进一步进行研究。文章通过碟簧定力矩组合技术在煤化工、石油化工领域的应用,对碟簧定力矩组合技术进行了系统的应用研究,为碟簧定力矩组合密封技术的应用提供理论支撑。

弹条渗锌涂层耐蚀性研究

[目的]研究弹条渗锌层、渗锌+硅酸盐封闭层及渗锌+油性漆封闭层在中性盐雾和二氧化硫环境下的耐蚀性。[方法]借助磁阻法测厚仪和金相显微镜筛选出不同厚度和形貌的渗锌层,然后分别进行硅酸盐封闭和油性漆封闭处理,采用扫描电镜和能谱仪分别观察封闭层分布情况和分析化学成分,最后进行中性盐雾和二氧化硫试验。[结果]硅酸盐封闭层以渗透于间隙的方式分布于渗锌层表层,较薄;油性漆封闭层以一种较为均匀且连续的方式覆盖于渗锌层表层之上,较厚。经120 h中性盐雾和二氧化硫试验后,渗锌层和渗锌+硅酸盐封闭层都有红锈生成,但后者的红锈程度较低,而渗锌+油性漆封闭层未出现红锈。[结论]渗锌层在增加硅酸盐封闭或油性漆封闭后,耐蚀性得到提升,虽然渗锌+油性漆封闭层的耐蚀效果最优,但应结合工艺、环保、安全、成本、产品使用条件等方面更为合理地选取防腐方式。

安全阀在线检测中冷态与热态检测结果不一致的分析

随着工业的发展和技术的进步,安全阀在许多领域得到了广泛应用。为了确保安全阀的正常运行,对其进行定期检测和维护是至关重要的。以往离线校验为安全阀校验的主要方式,随着行业的发展变化以及许多企业在生产过程中的需要,在线校验需求量也在逐年递增,对于在线检测技术精准度的要求也逐步提高。本文主要探讨安全阀在线检测中冷态与热态检测结果不一致的问题。首先介绍安全阀在线检测技术的概念和分类,进而通过实际案例分析冷态和热态检测数据之间的差异,并探讨了产生这种差异的原因。最后,总结了在线检测技术中冷热态检测的优缺点,给出不同场景适用的检测方式及应对措施,提出了未来该研究方向的行业价值和发展趋势。

某电点火具开路电阻故障问题研究与改进

针对某电点火具发火作用后开路电阻过低的问题,分析了电点火具发火部件的桥丝熔断状态、药剂燃烧产物残渣种类以及输出部件的药剂燃烧产物残渣回窜情况,确定开路电阻故障是由于输出部件的药剂燃烧产物残渣反向回窜至发火部件而导致的,提出在发火部件和输出部件之间增设“双爪式”弹簧挡片,以及在延期输出部件内增设微孔加强帽和密封点火药的改进措施。高低常温环境下的发火试验以及随弹联试结果表明:改进后电点火具的开路电阻能够满足不小于500Ω的指标要求。

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。

浅析伯格曼黄金时期电影中的哲学思想变迁

英格玛·伯格曼的电影以独特晦涩的作者风格和深刻的主题表达著称,他的电影中常出现的死亡、生存、信仰、怀疑、亲近与疏离等主题都蕴含着深刻的哲学思考.通过《第七封印》《处女泉》《犹在镜中》三部拍摄于伯格曼黄金时期的电影来浅析伯格曼的哲学思想变迁.

稳压器喷淋阀碟簧受力分析及其结构优化

为解决稳压器喷淋阀在运行过程中出现的密封环磨损及碟簧断裂问题,以某核电站稳压器喷淋阀为例,对密封失效情况下碟簧的受力情况进行了仿真分析、实验研究及优化改进。首先,利用数值模拟方法搭建了去除密封环的喷淋阀流道模型,分析了不同压差下喷淋阀流场变化以及碟簧受力情况;然后,采用二维模拟得到了碟簧被挤压的临界压差,并利用相关实验对模拟数据进行了验证;最后,针对碟簧两侧压差过大问题进行了结构优化,并采用数值计算进行了验证。研究结果表明:在密封失效的情况下,碟簧两侧压差接近进出口压差,当碟簧两侧压差超过0.24 MPa时,碟簧会被挤压并脱离阀体;正常工况下,碟簧也会出现因两侧压差较大而脱离阀体的现象,说明这是导致碟簧往复运动失效的原因之一,而采用波形弹簧代替碟簧可有效解决这一问题。该研究结果对稳压器喷淋阀结构设计具有一定的指导意义。

高压环境下弹簧蓄能密封件密封特性分析

为研究弹簧蓄能密封件在高压环境下的密封性能,构建密封件等效二维轴对称模型,利用ANSYS软件仿真分析高压环境下弹簧蓄能密封的过盈量、唇口角度对其性能的影响;同时进行相同结构下无弹簧蓄能密封的仿真分析,研究弹簧对高压环境下蓄能密封性能的影响。结果表明:在高压环境下,V形弹簧会使峰值接触压力接近油压侧,提高了密封性能;峰值接触应力随过盈量的增加呈现先降低后增加的趋势,随着唇口角度的增加逐渐减小。随油压升高,弹簧蓄能密封峰值接触应力降低,但峰值接触应力仍大于油压,因此在高压环境下弹簧蓄能密封在保持良好密封性能的前提下,能有效地降低接触面摩擦磨损,表明其在高压环境下有着优异的密封性能与寿命。

挡圈引起冷氦电磁阀用弹簧蓄能圈失效机理分析

某型号用冷氦电磁阀在室温下动作若干次,主阀发生卡滞;但在低温(-196℃)下工作正常。对卡滞的电磁阀进行分解,发现主阀上维持前后压差的弹簧蓄能圈发生失效,蓄能圈内金属弹簧碎断,金属片进入主阀与壳体之间的间隙,进而卡住主阀;后将主阀上的挡圈取下,电磁阀恢复正常。为分析挡圈造成蓄能圈失效的机理,分别建立起冷氦电磁阀带挡圈及不带挡圈的AMESim数学模型,获取两种状态下主阀及蓄能圈在电磁阀动作时的运动特性曲线;以此为基础,在LS-DNYA显示动力学分析软件中建立起主阀-蓄能圈冲击仿真模型。计算结果表明:挡圈令蓄能圈在电磁阀打开过程中背部憋压。在蓄能圈运动速度变慢后,与主阀发生碰撞,造成蓄能圈失效。

直升机液压油箱密封圈优化设计研究

密封性能的优劣对液压油箱的工作状态以及寿命周期有着重要意义。为探索液压油箱密封的新构型优化设计方案,文章通过对直升机液压油箱的使用工况及要求进行深入分析,提出了一种弹簧蓄能组合密封的改进方案。通过充分理论分析和试验验证,改进后的组合密封方案满足了液压油箱密封性能要求,为产品后期的使用验证提供了依据,同时也为同类型液压油箱密封设计提供了有益参考。

核电厂化容系统下泄回路三通调节阀内漏问题分析与改进

核电厂化学与容积控制系统的下泄回路三通调节阀(设备编码RCV030VP)曾经在各机组多次发生内漏故障,是核电机组长期存在的未能彻底处理的重要设备缺陷。为了查找故障根本原因并彻底消除这一设备缺陷,提高核电机组运行的可靠性,本文对该设备的相关参数进行调研,对影响阀门密封的各类因素进行分析计算,最终通过静力学分析计算,确认故障原因为阀门弹簧选型不合理导致阀门密封力不足,进而产生了内漏。在锁定导致阀门内漏的根本原因后,本文继续针对这一问题重新设计阀门气动头驱动弹簧并进行试验验证,提出阀门BENCH SET值及供气压力等参数的调整优化方案,并通过试验安装验证了理论分析的准确性。

高温基线密封研究进展

介绍了高温基线密封的使用需求、结构和材料选择、设计、模拟分析以及试验装置的发展;并结合具体的使用背景,以Shuttle orbiters和X-38上使用的控制面基线密封件为例,介绍了NASA在研制高温基线密封金属弹簧管的过程中,高温金属弹簧管的材料选择、结构设计和性能测试。

弹簧刚度对端面接触式机械密封振动的影响

对机械端面密封的密封环动力学过程进行分析,建立密封环的运动模型和数学模型,并利用Matlab编程对运动微分方程进行求解,分析弹簧刚度改变对端面接触式机械密封振动的影响。结果表明,随着弹簧刚度的增大,密封环轴向振动加剧,偏摆振动减弱,端面液膜压力和液膜力减小,接触力增大,泄漏量减小。

弹簧比压对机械密封性能影响的分形分析

在考虑磨损引起端面表面形貌变化的基础上,引入分形理论分析了弹簧比压对平衡型机械密封泄漏率和端面摩擦特性的影响,并针对GY-70平衡型机械密封进行了试验研究。理论分析和试验结果表明,尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质已相对减少,端面摩擦特性逐渐恶化。机械密封存在一最佳弹簧比压,不同的工况条件下,最佳弹簧比压是不相同的。正确选择弹簧比压是实现机械密封长寿命低泄漏率的关键。

反应堆压力容器国产O形环密封性能分析

反应堆压力容器是主回路冷却剂压力边界的一道重要屏障,在整个电厂寿命期间需保证其结构的完整性,防止发生放射性物质泄漏。较多压水堆核电厂反应堆压力容器采用双道O形密封环结构进行密封,以防止放射性冷却剂泄漏,而O形密封环的变形特性对密封结构的设计与分析至关重要。采用有限元法对压力容器国产化O形密封环进行了大变形弹塑性接触分析,研究O形密封环在不同压缩率下的变形、应力以及分析回弹量的影响因素。数值模拟结果与试验结果吻合很好,研究结果可为压力容器密封结构设计与分析提供依据。