基于压力自适应平衡的深海气密采水系统

深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题,而如何快速地采集到能真实反映原位气体成分组成信息的海水样品,是近几年来海洋技术领域研究的热点与难点。现有常规的采水器主要用于采集水样,很少考虑气体的保存,不能满足深海海水中的气体研究的要求。为此,利用压力自适应平衡技术和有效可靠的密封方法,研制开发出一套新型深海气密采水系统,很好地解决了上述问题。根据流体力学知识,建立了深海气密采水器的压力自适应平衡器容积变化模型,指出压力自适应平衡器容积约要大于等于气密采水器容积的12.24%,而且静水压力越大、温度变化越大,压力自适应平衡器容积就要越大。采用聚四氟乙烯包覆O形圈来实现压力自适应平衡腔与活塞之间的密封是种有效可靠的动密封方式。通过实验室气密性试验和第一次海试验证了深海气密采水系统设计的可行性。     

压力补偿器密封件的有限元分析及实验研究

活塞式压力补偿器通常采用O型圈密封方式,增加其密封可靠性的同时,往往带来的就是启动摩擦力的显著增加,从而导致放热量的增加、O型圈的磨损、爬行现象等不利结果,这给补偿器密封件的设计带来了困难。为了合理地解决这一矛盾,以有限元法为分析手段,通过对压力补偿器的O型圈建立有限元模型,仿真分析了O型圈截面直径、压缩率这两个最重要的参数对压力补偿器密封性及启动摩擦力的影响,得出结论采用较小的O型圈截面直径,较大的压缩率可以很好地保证在密封可靠的同时,保证相对较小的启动摩擦力,从而达到了优化设计的目的。通过实验验证了仿真的正确性,利用该结论设计的气密采水器的压力补偿器,在海上试验获得成功应用,进一步证明了该设计方法的正确性。     

基于LabVIEW的深海气密采水器测控系统

现有常规CTD采水器测控系统自动化程度低、操作复杂.为此,基于LabVIEW软件开发了深海气密采水器测控系统,研究温度、盐度和深度测量原理,进行测控系统的硬、软件设计.2009年该测控系统在我国"海洋四号"科考船"HY4-2009-2"航次中成功应用,在中国海南试验中实现对深海气密采水器的快速、精确控制,并实时进行温度、盐度和深度等参数的采集、处理、显示和存储.海上试验表明,该测控系统具有测量与控制精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等特点,获得科研人员较好评价.该方法可推广到其他海洋仪器、设备的测控系统中应用.     

液压和气压系统的快速检测装置

近年来,液压和气压系统越来越被广泛利用,其系统或附件在装配后都要进行强度、密封及性能试验。在日常故障检查中也要进行各种试验,以便迅速诊断和维修,所以快速检测装置就越发显得重要了。我厂因产品试验的需要,自行设计制造了一套液、气压快速检测装置。经使用证明,其性能可靠,使用方便。现将其结构特点及工作原理介绍如下: 结构特点 (1)由于气密比液密要困难得多,故现结构采用软件端面密封,既能适用于气密,也适用于液密。实践证明,密封可靠。     

全海深沉积物气密取样器分析与试验研究

为了满足全海深深渊海底科学研究对高品质全海深深渊海底沉积物保压样品的需求,设计了一套符合全海深载人潜水器作业机械手海底作业操控的具有保压功能的机械手持式全海深沉积物气密取样器。对该气密取样器的保压容器和压力补偿装置等关键零部件进行了分析计算并进行了全海深压力环境下的有限元仿真分析。结果表明：气密取样器的应力和应变随着所加压力的增大而增大,最大应力与应变出现在端盖与筒体封口密封位置处,方形挡栓与保压筒端盖接触位置应力、应变很小,密封性能好。最后,进行了全海深沉积物气密取样器内压试验和与机械手协同适配性试验,试验结果验证了该气密取样器保压性能的可行性和与机械手的适配性。     

楔环连接结构密封的试验研究

针对一种无人水下航行器镁合金圆筒舱段楔环连接和密封结构,分析比较其连接处O形密封圈材料及密封圈表面润滑脂的选择,并通过密封性试验和相容性试验,考察选定的橡胶密封圈的密封性能及选定的润滑脂与橡胶密封圈的相容性。结果表明,三元乙丙橡胶密封圈对该楔环连接结构连接处的气密效果最好,而7608液压系统合成润滑脂与三元乙丙橡胶密封圈相容性优良。     

空空导弹典型部位密封优化设计与试验验证

上舰空空导弹要求结构设计做到气密,电子舱作为控制中枢,对密封要求较高。工程实践表明,电子舱壳体开矩形口的部位是密封薄弱环节,如引信窗口、数据链窗口处,原有的矩形密封圈和单螺钉连接方式无法满足舰载环境下的气密要求。该文基于MSC Patran/Nastran分析了连接螺钉造成的结构变形,总结出原方案气密失效的原因,提出针对性的优化方案,并加工电子舱模拟件,开展气密性能试验,结果证明优化方案可行。     

气密采水器测控系统设计

为了获取指定海水垂直剖面的水样及对应的温盐深参数,以便于分析海水成分来探索天然气水合物,利用LABVIEW图形化编程软件开发出气密采水器的测控系统,能够实现精确采样,并通过滤波等方法有效过滤掉CTD采集的错误数据,经过湖试来验证了该测控系统的可行性和有效性。     

非API套管接头主密封结构气密性能试验分析

非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构,保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件,通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力,测试不同密封预紧力下的气体泄漏率;分别采用车削、磨削和研磨工艺加工接触面,对比分析不同表面粗糙度对气密性能影响程度;取径向密封接触宽度范围2．5～25 mm,测试相同密封预紧力和气体压力下,不同接触宽度对应的气体泄漏率。试验测试结果表明,较高的初始接触压力是形成金属对金属密封的必要条件,当接触压力接近2倍材料屈服强度后,随气体压力升高泄漏率曲线近似保持水平,径向金属密封产生稳定气密性能;密封面的表面粗糙度不同,其进入稳定密封状态的快慢程度不同,表面光洁度越高、进入速度越快气密性能越好;径向接触宽度在2．5～10 mm范围内,气体泄漏率随接触宽度增加而显著降低,10 mm以后接触宽度对气密性能影响不大。     

金属O型圈高温密封性能研究

为研究海上稠油热采工具密封用金属O型圈的高温密封性能,建立金属O型圈密封轴对称有限元分析模型,计算其高温条件下接触压力与剪切应力变化规律,分析金属O型圈高温密封影响因素,并利用试验验证理论研究结果。研究表明,温度变化显著影响金属O型圈的强度和密封性能,金属密封圈最大接触应力和剪切应力随工作压力的增加呈非线性增大,密封圈密封性提高,强度下降;初始压缩率在12%~16%范围内时,金属O型圈的高温密封性能最好,能满足350 ℃下稠油热采工具密封要求。理论研究结果通过试验得到有效验证。     

Novel gas-tight multi-sampler for discrete deep-sea water

The issues of how to quickly collect seawater samples and of how to make sure that those samples truly reflect the in-situ information on gas composition and concentration have therefore become a hot but difficult topic in the field of ocean technology.Most conventional seawater samplers only focus on collecting seawater itself,but take little consideration on gas preservation.A set of new oceanographic tools are presented for ocean resource exploration such as hydrothermal sulfide and gas hydrate,and for investigations on the processes and mechanisms of marine physical,chemical and biological evolutions.A gas-tight deep-sea water sampling system(GTWSS) is designed for the collection of deep-sea geochemical samples.This set of tools mainly consists of a conductivity temperature depth profiler(CTD),release devices and gas-tight deep-sea water samplers(GTWS).The GTWS is able to hold the gases in deep-sea water samples tightly,providing in-situ information on gas contents in the seawater samples and can be deployed on a routine wire-deployed CTD sampler for multi-layer discrete sampling of gas-tight seawater.Sea trials are performed successfully in 2008 and 2009,on a research vessel named HaiYang Si Hao in South China Sea,with the deepest trial depth 3 930 m.GTWSS is capable of quickly sampling 12 discrete gas-tight seawater samples(8.3 L per sample) during its single deployment.The head space method is employed to separate the gases from the seawater samples immediately after recovery of the seawater samples on the vessel.Field geochemical analysis is carried out by gaseous hydrocarbon sensors and an infrared gas analyzer.Results show that the concentrations of CH4 and CO2 in the seawater sampled by GTWSS are higher than those sampled by general non-gas-tight water samplers,thus confirming the gas tightness of GTWSS.Seawater samples can be collected quickly by using GTWSS,and GTWSS can keep the samples’ integrity quite well.     

CO_2汽提塔改造后免除水压试验问题的探讨

从水压试验的目的入手,对改造后不进行耐压试验的CO2汽提塔的结构应力、焊接工艺、无损检测和气密性试验等方面进行了研究,并通过基于风险的检验技术(RBI)分析了CO2汽提塔主要的损伤机理、失效可能性、失效后果和风险等级。研究结果表明,改造后的CO2汽提塔的结构强度和密封性满足使用要求;其主要损伤机理为应力腐蚀开裂、外部损伤和腐蚀减薄,但失效可能性很小,为1级,后果为B级,风险水平为低风险,根据主要的损伤机理和风险等级,有针对性的给出了降低风险的措施和建议。     

基于ANSYS的FeCrAl合金真空扩散焊模拟

运用有限元分析软件ANSYS的APDL语言,编写了电热合金材料FeCrAl的真空扩散焊过程的数值模拟程序。建立了真空扩散焊过程中三维热一结构耦合场有限元计算模型,对给定温度下施加不同的压力载荷,计算该组耦合场模型焊接过程中应力应变分布。通过比较这些模型的应力应变分布得出最佳的温度、压力参数组合。摸索出最佳固相直接真空扩散焊的焊接工艺参数为焊件施压7MPa,950℃保温30min,1000℃保温20min,停止加热后卸压,随炉冷却。焊后试件的气密性试验及微观晶相组织显示,该工艺参数获得了良好的焊接接头质量。     

超高压充气密封性试验装置的研制与试验

为了给某试验件进行额定压力为120MPa的密封性试验,根据试验件试验工艺规程要求,设计一种超高压充气密封性试验装置,该文主要论述了超高压充气密封试验装置的构造、工作原理及试验方法。这种装置具有体积小、结构紧凑、操作方便、密封性好、工作压力高、安全可靠等特点,经一年多的实际使用效果良好,完全能满足某试验件的试验要求。     

节能型深海海水取样器的设计

深海海水原位检测需要解决降压取水和升压排废水两大难题。基于液压变压器原理,提出了一种节能型海水取样器,能将降压取水释放的能量用于废水的加压排放。介绍了该取样器的设计方案,阐述了取样器的工作原理。针对取样器的工作需求,提出了取样器的控制原理,对主要参数进行了计算。利用AMESim和MATLAB软件,建立了取样器的仿真模型。通过仿真,验证了本方案的可行性。该节能型海水取样器能够适应不同水域的检测需求,研究成果可用于我国海底观测网络的建立,也可用于深海空间站的建设。     

“测试传感技术”综合性实验探讨——环形检测实验台综合性实验设计与实践

针对"测试传感技术"理论知识抽象性、实践性强的特点,设计了一种新型综合性实验——环形检测实验台综合性实验。经实践表明,实验台实现了预期的功能,对提高学生的实践动手能力、培养学生的实践创新精神有重大的意义。     

新型接地电阻测试系统研究

介绍接地电阻测试的基本原理,设计了符合IEC61010标准的由工业PC控制的接地电阻测试系统。系统由程控电源、测试回路、信号采样、调理电路和数据采集接口卡等部分组成。实验数据表明系统工作稳定,数据重复精度高。     

浅谈气体灭火系统启动管道的气密性试验和维护保养

气体灭火系统用于重要设备房内,如设备房内发生火灾系统将自动喷气进行灭火。气体灭火系统的启动管道是喷气式,用于输送启动瓶的氮气打开选择阀和灭火剂存储钢瓶瓶头阀,而启动管道满足气密性要求是保证气体灭火剂正常喷发的先决条件,因而必须在施工验收期间进行启动管道气密性试验并在日常维护中重点关注其气密性是否满足要求。仅就气体灭火系统启动管道气密性试验的必要性、具体方法及其维护保养提出一些看法,供气体灭火系统相关单位进行施工验收和维护保养时参考。     

新垫片系数的试验确定

介绍了紧密度慨念和表示方法，揭示了新垫片系数Gb、a、Gs与紧密度参数和垫片应力之间的内在联系，在此基础上，探讨了新垫片系数的试验确定方法。