對于壓力容器的法蘭密封結(jié)構(gòu)而言,預(yù)緊比壓y和墊片系數(shù)m是其設(shè)計(jì)時依據(jù)的兩個重要墊片參數(shù),現(xiàn)行壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范ASME Ⅷ卷中給出的y和m取值是經(jīng)驗(yàn)值,且未能與泄漏率關(guān)聯(lián)。對現(xiàn)有基于泄漏率的墊片參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行分析,指出了其存在的不足之處,開展了石墨纏繞墊片在不同介質(zhì)壓力、不同加卸載循環(huán)下的密封性能試驗(yàn),提出了一種更加貼合工程實(shí)際的墊片參數(shù)y和m的試驗(yàn)方法。通過對不同墊片初始表面應(yīng)力下泄漏率與墊片系數(shù)m之間關(guān)系的擬合,得到滿足不同緊密度等級所要求的y和m值,并對y和m取值進(jìn)行優(yōu)化使其更加方便工程應(yīng)用。新的墊片參數(shù)試驗(yàn)方法考慮了y和m之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,可更加準(zhǔn)確全面地反應(yīng)墊片特性,為開展基于泄漏率的法蘭密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),降低石化裝置泄漏率提供支持。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報. 2020,56(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

典型法蘭密封結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理

大部分的密封墊片是非金屬或金屬-非金屬復(fù)合材料，其壓縮回彈階段的應(yīng)力和變形曲線具有非線性和遲滯性，如圖2所示。同樣大小的墊片表面應(yīng)力，不同的加卸載過程對應(yīng)不同的墊片變形量。例如，對同樣大小的墊片表面應(yīng)力σ1，加載階段對應(yīng)的墊片變形量為ε1；加載到σ2再卸載到σ1，對應(yīng)的變形量為ε2；加載到σ3再卸載到σ1，則對應(yīng)的變形量為ε3。因此，墊片的這一特性對建立泄漏率和墊片表面應(yīng)力之間的關(guān)系帶來了一定困難。1.2 傳統(tǒng)墊片參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法分析

新墊片參數(shù)的試驗(yàn)包括A、B兩個部分，其中A部分試驗(yàn)?zāi)M預(yù)緊工況，可得到墊片常數(shù)Gb、a;B部分試驗(yàn)?zāi)M操作工況，對墊片進(jìn)行加載和卸載循環(huán)試驗(yàn)，可得到墊片常數(shù)Gs。試驗(yàn)規(guī)定了兩個介質(zhì)壓力等級：高壓(HP)6 MPa、低壓(LP)2 MPa。高壓(HP)的A部分試驗(yàn)被劃分為范圍在8～160 MPa的13個應(yīng)力等級，低壓的A部分試驗(yàn)則被劃分為范圍在8～140 MPa的6個應(yīng)力等級。高壓的B部分試驗(yàn)包括5個墊片應(yīng)力循環(huán)。測量墊片各接觸應(yīng)力等級下的泄漏率，按式(3)計(jì)算各應(yīng)力等級下的緊密度參數(shù)，將墊片接觸應(yīng)力與緊密度參數(shù)TP進(jìn)行擬合，如圖3所示[7]。ROTT試驗(yàn)在測試墊片參數(shù)Gb、a、Gs考慮了介質(zhì)壓力及墊片加卸載歷程的影響，在采用公式(3)計(jì)算緊密度參數(shù)TP時，s值取0.5，即認(rèn)為泄漏率與介質(zhì)壓力的平方成正比。根據(jù)BROWN等[14]的理論和試驗(yàn)分析可知，s取值大于0.5，通常介于0.5～1.0之間。此外，PVRC提出的新的法蘭設(shè)計(jì)方法目前仍未被標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所采納，因此在工程上仍無法應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于泄漏率的墊片系數(shù)試驗(yàn)及分析[J]. 紀(jì)一丹,章蘭珠.  潤滑與密封. 2019(08)
[2]非金屬平墊片密封連接的泄漏率預(yù)測(英文)[J]. 顧伯勤,陳曄,朱大勝.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(06)

碩士論文
[1]基于泄漏率的墊片系數(shù)m、y值測試方法研究[D]. 孫召鋒.華東理工大學(xué) 2015



本文編號：2971014