密封性能是评价压力容器产品安全性和经济性的重要技术指标。传统的压力容器设计规范通常要求根据公称压力、工作温度和介质选用密封结构,但并没有给出定量评价密封结构泄漏率的方法。对某压力容器低泄漏率要求开展了可拆密封连接结构的选型设计与试验研究,实现高温、强腐蚀、低泄漏率可拆密封连接,泄漏率不大于1×10-7 Pa•m3/s;分析了影响结构密封性能的主要因素并从结构设计和加工制造方面提出了建议。

为从微观角度探究管片接缝密封垫的防水机制,基于Roth模型建立密封垫接触面的泄漏通道模型,推导出泄露率的计算公式;通过建立宏观密封垫数值模型和微观锥型峰数值模型,完成以粗糙度、张开量、错位量和硬度为4个影响因素,以泄露率和平均正压力为评价指标的正交试验。主要结论如下:1)泄露率可以作为评价密封垫防水性能的一个重要指标;2)随着粗糙度的增加,泄露率逐渐增大,尤其是当粗糙度大于0.8μm时,泄露率几乎呈指数型增长,考虑到降低粗糙度会增加工程造价,建议密封垫粗糙度控制在0.4~0.8μm;3)粗糙度直接决定了初始泄漏通道的尺寸,因此,相比于硬度、张开量、错位量3个因素,粗糙度对于泄露率的影响最为显著。

测量了柔性石墨-不锈钢金属缠绕垫片的非线性压缩-回弹曲线,建立了螺栓法兰垫片接头整体结构有限元模型,采用泄漏率来表征其密封性能,分析了螺栓不均匀预紧对接头密封性能的影响。结果表明:个别螺栓欠预紧会导致密封泄漏率增加;欠预紧程度越大,欠预紧螺栓数目越多,螺栓间越互相靠近,则泄漏率越大,且泄漏位置出现在欠预紧螺栓区域;个别螺栓超预紧时,泄漏率不降反略有增加,泄漏位置出现在超预紧螺栓对侧区域。

基于美标和法标两种标准,开发了一套安全壳整体密封性试验数据分析软件。介绍了两种标准的计算原理。提出了接口通信、功能逻辑、界面布置、试验操作方面的解决方法,实现了依据两种标准进行泄漏率计算的并行运行。提供了一种可覆盖国内所有核电安全壳整体密封性试验数据分析的技术方案,该软件已应用于实际工程中,通过试验结果分析,验证了该软件的可靠性。

本文简单介绍了Comau密封检测设备的结构与特点,及其在生产中的应用,主要分析环境温度变化与被测件温度变化对气密试验的影响;在通常情况下,一天内的环境温差变化对泄漏量影响不大,而被测件温度的变化对泄漏量有显著影响。

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10-6Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10-6Pa·s相比,误差为22%。

随着储氢技术和液化天然气(LNG)等技术的发展,越来越多的气体介质低温液化储运技术得到广泛的运用。2021年报批的《低温装置用密封垫片》行业标准,填补了垫片制造领域该产品相关标准的空白。标准虽未正式发布,但主要内容和技术指标均已确定并经过试验验证。为增进企业对该标准的理解,对标准的主要内容、试验验证步骤进行了梳理,便于企业参照使用该标准,提高对应产品的质量。

为研究回吸现象对泄漏率的影响,基于Fluent多相流空化模型,建立椭圆微孔端面机械密封间隙液膜的三维数值计算模型,并从原理上分析影响回吸现象的因素。结果表明回吸越强,泄漏率越低,甚至是零泄漏;回吸现象的影响参数可以分为两类影响动压效应的参数,如转速、内外径压差、空化压力;造成低压区与密封间隙出口截面间距离改变的参数,如方向角(椭圆长轴与水平轴逆时针夹角)、椭圆形状因子(椭圆长短轴比)。探讨各因素对椭圆微孔端面机械密封回吸现象的影响。结果表明,回吸的强弱与转速、椭圆形状因子正相关,与内外径压差、空化压力负相关,与方向角的关系类似正弦曲线。

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析。用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为优化目标,利用正交试验和F评价方法对单金属密封结构参数进行优化,得到密封结构参数对密封面接触压力和泄漏率的影响情况,并将每个水平数对应的优化目标计算结果分别取平均值,得到不同水平影响下接触压力和泄露率平均值的变化趋势,从而确定密封结构的最优水平值,并借助有限元仿真对优化前后的密封性能进行对比。最后根据优化前后的密封结构参数加工2套密封试件,进行密封实验。仿真分析和实验结果表明高压工况下优化前的密封面内侧磨损严重,钻井液颗粒容易侵人密封面;而优化后密封面的最大接触...

由于没有考虑密封环端面变形的影响,采用经验公式计算接触式机械密封端面的泄漏率存在较大的误差。本文考虑了密封端面泄漏率受密封环端面变形的影响,采用ANSYS和MATLAB软件对密封端面泄漏率进行流固耦合数值求解。研究了密封介质压力pi、密封端面压差Δp、弹簧比压psp和密封端面综合粗糙度σ对接触式机械密封泄漏率Q的影响。通过试验,验证了不同密封介质压力下,密封端面泄漏率数值解的正确性。结果表明,考虑密封环端面变形的数值解比经验公式解更接近测量值。密封端面泄漏率随密封端面综合粗糙度和密封端面压差的增大而加速增大,随介质压力的增大而增大,随弹簧比压的增大而减速增大。本文通过对密封端面泄漏率数值求解,分析泄漏率的影响因素,以期为完善接触式机械密封失效机理起到一定的指导意义。