深水连接器锁紧机构双重密封设计研究

自主设计了一种采用锥面密封与O型圈结合的锁紧机构密封件,该金属密封与非金属密封结合的双重密封设计方案具有可靠性高、温度补偿能力好、自紧效果好、所需预紧轴向力小等优点,同时考虑了安装之后的密封测试问题并提出了设计方案;根据锁紧机构的工作原理,提出了密封件预紧所需的轴向预紧公式;针对1500m水深、油气压力为5000psi的12英寸管道进行应用设计,对O型圈的安装和选型进行了设计,并利用有限元对设计的密封件进行分析,验证了方案的可行性和合理性,为今后样机设计提供了重要的理论依据。     

核电站不同型式高温法兰及密封计算分析研究

针对某基于ASME标准设计的核电站反应堆压力容器双道金属密封高温法兰的设计需求,给出两种不同结构型式的高温法兰(FF和RF型法兰)的密封预紧载荷和法兰受力校核的计算方法,并对两种不同结构型式法兰的密封螺栓预紧力、螺栓截面、法兰受力等计算结果进行分析比较;另外考虑了高温和低温法兰设计的区别、有无外载荷以及不同密封形式的影响,分别进行了考虑高温、外载荷存在和双道金属线密封的法兰螺栓计算的优化,其设计理念、计算方法可供核电站用其他高温法兰借鉴。     

高压设备法兰预紧不均对其密封性的影响

高压设备由于压力波动及温度变化的影响,最常见的失效形式为法兰连接处的金属密封失效。这些设备法兰连接处的预紧力不均匀是导致其泄露的最初原因。利用Ansys软件模拟螺栓预紧力不均匀时金属垫环接触应力的分布。通过观察金属垫环的von-Mises应力分布情况反映法兰的金属密封状态。通过对模拟结果的分析得出,不同的螺栓预紧力不均匀方式,对法兰金属密封的影响程度不同。对于预防和解决实际生产中采气树等高压设备法兰的密封泄露问题具有指导意义。     

硅橡胶与金属黏附效应的产生与影响分析

为探讨橡胶密封件与金属法兰之间的黏附效应产生的原因及黏附效应对密封的影响,根据硅橡胶密封结构的使用特点,设计硅橡胶密封圈与金属法兰在不同温度、不同时间下的黏附实验.通过硅橡胶密封圈与防锈铝合金和2种不锈钢材料的对比实验发现,硅橡胶密封圈与不锈钢金属法兰易发生黏附,与防锈铝合金金属法兰不易发生黏附.通过对金属法兰表面接触...     

玻璃纤维增强塑料浮动球阀密封性能分析

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明：GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封件摩擦因数的影响最小。     

高温阀门密封螺栓预紧力的计算

高温阀门的法兰密封是靠螺栓预紧时产生的弹性力压紧垫片来达到的。阀门在常温下装配预紧后,投入到高温环境中使用。随着温度的上升密封件材料的物理性能和机械性能都将发生变化,如发生蠕变和应力松驰等现象,从而影响法兰的密封性。因此,在确定螺栓预紧力时,尤其是对在高温下长期使用的阀门或在     

罐车液相法兰密封性能影响因素研究

以某液氨运输罐车为研究对象,分析罐车液相法兰密封性能的影响因素,指出垫片失效变形、介质内压载荷变化和环境温度变化是影响法兰密封系统的主要因素。建立液相法兰的有限元模型,分析预紧工况下垫片的失效变形、内压载荷和环境温度对螺栓法兰接头密封性能的影响。模拟结果表明：液相法兰紧急切断阀阀根的内芯平面与法兰盘密封垫片之间存在凹陷区域,造成垫片的密封面积减少20.9%,降低法兰接头的密封性能;介质内压载荷的波动对系统密封性能影响很小;温度变化对残余压应力值的影响较大,决定密封条件的最小压力值随温度降低而降低,从而影响法兰的密封性能。     

大型法兰对接螺栓预紧力加载过程分析及处理措施

针对目前大型容器法兰接管对接时,螺栓预紧中,无法直接知道每个螺栓预紧力的大小,从而导致预紧力不能均匀的作用于密封垫,使密封垫产生不均匀变形,影响密封效果及产生泄漏。在工艺上,对法兰预紧螺栓的普遍要求是圆周逐步加载,使密封垫逐步均匀嵌入法兰密封槽,保证密封垫不发生局部变形,也就是法兰圆周均匀分布的许多螺栓加载过程要求变化梯度小、逐步均匀加载,最终各螺栓的预紧力达到规定值。设计一种在线监测仪器,此仪器能够在现场将每个螺栓的受力大小精确地反应出来,通过显示的数据来判断螺栓预紧顺序及加力大小。从而达到均匀逐步预紧,得到良好的密封效果。     

带接管组合法兰的强度和密封有限元分析

螺栓法兰连接是石化设备和管道中应用最广泛的密封形式,对其完整性和紧密性分析仍是工程中亟待解决的问题。综合考虑垫片的非线性压缩回弹本构关系、螺栓预紧和法兰垫片接触作用,将带接管的组合法兰、垫片、螺栓作为一个系统进行三维非线性有限元模拟。基于强度和密封要求,借助Waters公式和有限元试算,选定合适的螺栓预紧载荷。计算获得组合法兰在预紧、操作、设计和水压试验4种工况下的应力与变形分布规律。依据JB 4732对法兰应力进行分类强度评定,依据ASMEⅧ-1从垫片应力和法兰转角两个方面进行密封评定。可为实际应用提供参考。     

透镜垫高压管道连接系统密封试验研究

本文将螺栓、透镜垫及法兰作为一个整体,分析了透镜垫高压管道连接系统各元件的受力情况,得到了螺栓载荷计算公式,并用密封试验对其验证,结果表明计算值与试验结果吻合较好,从而为高压管道透镜垫的密封设计提供了依据。     

球阀中法兰凹槽深度对垫片密封性能的影响北大核心CSCD

为了研究球阀中法兰凹槽深度对垫片密封性能的影响,选择3种口径(DN25,DN80,DN150)、3个压强(2.2,5.5,11.0 MPa)下的两种金属缠绕垫片为研究对象,根据垫片密封理论,计算了垫片保持密封需要的螺栓最小预紧力矩,对两种金属缠绕垫片进行密封性能试验,得到了压强在2.2~11.0 MPa时,3种口径垫片的最佳密封厚度,绘制了DN25~DN150口径垫片对应的最佳密封厚度曲线图。结果表明:采用螺栓最小预紧力矩,球阀中法兰凹槽选择合理深度,垫片可以达到密封效果;当球阀设计压强在2.0~10.0 MPa时,建议3个口径DN25,DN80,DN150球阀中法兰凹槽深度依次设计为2.6,2.4,2.0 mm;在相同口径、垫片压缩厚度和介质压强下,四氟缠绕垫片的密封性能优于石墨缠绕垫片,随着介质压强或垫片口径的增大,垫片最佳密封厚度逐渐减小,但并非厚度越小垫片密封性能越好。研究结果对中法兰凹槽深度设计有一定的参考价值。     

金属与金属接触型螺栓法兰接头保温后的密封性能

为金属与金属接触型螺栓法兰接头保温后的密封性能,搭建DN600、CLASS300金属与金属接触型(MMC)螺栓法兰接头高温保温试验装置,采用热电偶测量各组件在500℃下的温度分布及预紧和高温稳态下的法兰偏转角;利用有限元软件ANSYS建立法兰接头三维有限元模型并进行分析,利用试验结果对模拟进行验证,并分析保温时的密封性能。结果表明:保温提高了接头各部件温度;温度越高,密封性能越差;保温加快了螺栓载荷衰减速率,但密封性能变化不大。     

基于实际间隙的全回转推进器桨毂动密封性能研究

全回转推进器桨毂动密封采用O形密封,其实际间隙的改变直接导致压缩率变化,从而对密封性能产生影响。从设计角度和工作角度对桨毂密封端面的实际间隙进行分析,研究服役过程中的装配误差、实际工况和摩擦磨损导致的间隙变化规律以及相互耦合。基于该实际间隙,在ABAQUS软件中建立桨毂动密封有限元模型,分析不同压缩率和介质压力下动密封的密封性能,如Mises应力、润滑脂油膜厚度和压力等,揭示了不同间隙下桨毂动密封性能的变化规律。结果表明:随着压缩率增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体侧壁渐渐向主接触区过渡;随着介质压力增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体底部逐渐向法兰低压接触区过渡;最大油膜压力始终大于油压值,动密封不会发生失效;通过适当增加装配间隙和介质压力有利于密封圈在自密封作用下获得更好的密封性能。     

PTFE缠绕垫片旋转法兰的强度及密封性能研究

带垫片的螺栓法兰为压力容器管道的重要连接件,现行的基于Waters算法的规则设计难以保证法兰连接承受复杂载荷的完整性及密封有效性,根据欧盟标准BS EN 13445-3-2009附录GA的设计原则,建立PTFE缠绕垫片的压缩回弹本构关系,采用3D非线性有限元方法分析垫片及螺栓连接的旋转法兰组件受到内压及外载作用的强度及密封性能,结果表明螺栓预紧及操作条件下垫片法兰的密封性能及强度性能满足要求,螺栓预紧力的确定与内压及外载的大小,动态变化的垫片压应力、螺栓分散性有关。     

炼油装置法兰密封的选用及探讨

通过对炼油装置法兰密封的影响因素、垫片特性及实例分析，说明要合理解决法兰密封的泄漏问题，必须应根据工艺条件的不同合理选用密封件，并对安装工艺提出了自己的看法。     

垫片高温密封失效原因分析

针对法兰连接管道的泄漏，通过研究垫片在高温状态下的力学性能和密封性能，分析了高温状态下垫片密封失效的原因，并在此基础上提出了垫片在高温状态下密封性能的基本规律，对高温管道密封件的选择、管理及检修具有一定的借鉴价值。     

带八角垫与双楔角环垫的法兰接头密封性能比较

利用ABAQUS有限元软件对带新型双楔角环垫与带八角垫的螺栓法兰接头进行数值模拟分析,对预紧工况和操作工况下的螺栓与法兰应力最大值、密封面接触压力最大值以及有效密封宽度进行分析对比。结果表明：介质内压使带双楔角环垫的法兰应力最大值下降,但法兰与螺栓应力值仍高于带八角垫的法兰、螺栓应力值;法兰公称直径增加,八角垫内、外侧面的有效密封宽度逐渐减小,而双楔角环垫主、从面有效密封宽度有增大的趋势;双楔角环垫特殊的楔形结构使得主、从面接触应力在介质内压作用后下降幅度小于八角垫内、外侧面,因而具有更好的密封性能,特别是对于大法兰公称直径的密封。     

金属锥形密封性能的非线性有限元分析

利用ABAQUS软件建立水下采油树堵塞器用金属锥形密封轴对称模型,分析预紧状态时轴向位移和工作状态时介质压力对密封圈的Von Mises应力及密封面接触压力的影响,并确定能够实现初始预紧密封的轴向位移范围.结果表明:在塑性失效设计准则范围内,预紧状态时,随着轴向位移的增加,密封圈的Von Mises应力增加,密封面最大接触压力先显著增大后缓慢减少;工作状态时,随着介质压力的增加,密封件Von Mises应力增加,密封面最大接触压力基本不变,而密封接触面积逐渐增大,有利于密封的实现.     

可调距螺旋桨桨毂结合面有限元分析

全回转推进器的可调距螺旋桨工作时,桨毂和桨叶法兰之间使用被动压缩变形的O型圈进行密封,其间隙大时O型圈压缩量小可能泄漏;桨毂和曲柄销盘之间的摩擦压力和接触应力影响调距的灵敏性及磨损程度。通过在ANSYS Workbench软件中建立桨毂、桨叶、法兰和曲柄销盘的有限元模型,仿真模拟螺旋桨在不同预紧力、温度、离心力以及调距时装配间隙及摩擦力的变化,研究分析各工况下间隙和摩擦力的分布规律,得出螺旋桨的最佳服役状态,并为服役寿命计算提供数据支持。     

新型抽油机盘根盒自动压紧装置设计

为防止油气漏失,在使用传统的抽油机盘根时,需要人工使用扳手定期预紧,预紧力矩靠经验判断,没有科学且准确的定量手段,经常出现漏失量大、密封效果较差、密封件寿命低等情况.针对以上问题,对油井的工作参数和现有皮带抽油机密封结构进行综合分析,在盘根盒结构改进、拧紧力矩大小设置、拧紧周期调整等方面进行了研究,在现有井口结构的基础...