不銹鋼柔性石墨纏繞墊片的結(jié)構(gòu)

在墊片高溫性能試驗(yàn)裝置上,進(jìn)行了不銹鋼柔性石墨纏繞墊片壓縮回彈性能、蠕變性能和密封性能的試驗(yàn)研究,得到了表征墊片壓縮回彈特性、蠕變性能和密封性能的曲線及擬合計(jì)算公式。試驗(yàn)研究結(jié)果表明,不銹鋼柔性石墨纏繞墊片的壓縮量隨試驗(yàn)溫度和墊片壓緊應(yīng)力的增大而增大,墊片回彈性能隨溫度增高而下降;墊片在壓緊應(yīng)力下,常溫亦有蠕變,蠕變量隨溫度的升高而增大;墊片具有較好的密封性能,常溫下的泄漏率大多為10-4數(shù)量級(jí),溫度低于500℃時(shí)為10-3數(shù)量級(jí);泄漏率和墊片壓緊應(yīng)力成負(fù)指數(shù)關(guān)系,壓緊應(yīng)力越大,泄漏率越小;與溫度成指數(shù)關(guān)系,隨溫度升高泄漏率增大。

不銹鋼柔性石墨纏繞墊片的高溫性能研究

對(duì)不銹鋼柔性石墨纏繞墊片進(jìn)行了常溫機(jī)械性能和密封性能的試驗(yàn)研究,找出了墊片常溫密封的基本規(guī)律,提出了較好地表征該墊片壓縮回彈特性、應(yīng)力松弛特性和基本密封特性的公式,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析,得到公式中的各系數(shù),為螺栓法蘭墊片連接的緊密性分析和密封件的工程選用提供了依據(jù).

在力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)寬度為5.5、6.0、6.5mm、材料為06cr18ni10的3種平鋼帶進(jìn)行w形設(shè)計(jì),然后通過性能優(yōu)化試驗(yàn),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)4.5mm厚的w形柔性石墨不銹鋼纏繞墊片進(jìn)行密封性能研究,從而找出結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)對(duì)密封性能的影響規(guī)律和最佳性能參數(shù)組合,開發(fā)出高密封性能的產(chǎn)品。

不銹鋼膨脹石墨金屬纏繞墊片以它獨(dú)特的性能而被廣泛應(yīng)用,但在換熱器浮頭蓋密封應(yīng)用中也因比壓較低,可壓縮量較大而存在一定問題。筆者從施工實(shí)際問題出發(fā),通過試驗(yàn)和計(jì)算,提出了解決該問題的建議。

采用正交試驗(yàn)方法研究了金屬石墨纏繞墊片結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對(duì)墊片力學(xué)及密封性能的影響。石墨纏繞墊片的纏繞頂緊力和石墨帶厚度是影響墊片力學(xué)性能的主要參數(shù),可采用這兩個(gè)參數(shù)作為研究纏繞墊片分級(jí)制造技術(shù)的主要參數(shù)。

本文根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)所提供的關(guān)于柔性石墨纏繞墊的試驗(yàn)結(jié)果，分析了其力學(xué)性能和密封性能的內(nèi)在聯(lián)系，提出了基本型墊片的“拐點(diǎn)”應(yīng)力計(jì)算式，建立了泄漏率、應(yīng)力、介質(zhì)壓力的關(guān)系式。

設(shè)計(jì)了一種新型纏繞墊片,并與v形、w形纏繞墊片成型鋼帶的壓縮變形進(jìn)行了分析對(duì)比,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的新型纏繞墊片壓縮性能優(yōu)于w形纏繞墊片.

應(yīng)用有限元法研究纏繞墊片鋼帶在軸向壓力下的壓縮性能,得出鋼帶直徑和角度α對(duì)鋼帶的影響規(guī)律。結(jié)果表明,角度α為45°直徑為100mm的鋼帶在相同軸向壓力下,v形鋼帶的壓縮量最大,其他結(jié)構(gòu)鋼帶的壓縮量不足v形鋼帶的1/2,鋼帶角度α為45°時(shí)鋼帶的壓縮量隨鋼帶直徑的增大而增大,并在直徑達(dá)到100mm后趨于穩(wěn)定值;在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)一定時(shí),鋼帶的壓縮量隨鋼帶角度α的增大而增大,除m形鋼帶外,各鋼帶隨角度的增大其軸向承載能力也減小。

建立了纏繞墊片成型鋼帶受軸向壓縮時(shí)的力學(xué)模型,對(duì)幾種成型鋼帶的壓縮變形進(jìn)行了理論計(jì)算,并進(jìn)行了分析討論。

金屬纏繞墊片的結(jié)構(gòu)材料： 填充料鋼帶內(nèi)環(huán)外環(huán) 石棉纏繞sus304碳鋼碳鋼 石墨纏繞sus316sus304sus304 四氟纏繞sus316lsus316sus316 sus316lsus316l 填充料溫度(°c)最大操作壓力(kg/cm2) 石墨纏繞-200~550250 石棉纏繞-150~450100 四氟纏繞240~260100 下表用于對(duì)內(nèi)環(huán)及纏繞金屬的材質(zhì)選擇: 商品名aisi硬度(hb/hv)溫度(°c) 不銹鋼304304130~180-250~+550 不銹鋼316316130~180-100~+550 不銹鋼316l316l130~190-100~+550 外環(huán)通常由經(jīng)防腐蝕處理的碳鋼組成。法蘭種類及纏繞墊片形式: 法蘭種類纏繞墊片形狀

本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)帶內(nèi)外加強(qiáng)環(huán)的柔性石墨纏繞墊密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,提出了有關(guān)建議。

一臺(tái)固定管板式預(yù)加熱器,其管箱法蘭為帶加熱槽、密封墊片為雙纏繞墊片形式。作者針對(duì)此法蘭的特殊情況探索出了一種簡便易行的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,可供同行參考。

針對(duì)傳統(tǒng)金屬纏繞墊片的不足,本文研發(fā)出既滿足纏繞墊片獨(dú)特的優(yōu)良性能,又具備整體墊片的剛性結(jié)構(gòu)的新型h型復(fù)合纏繞墊片,解決了現(xiàn)有的v型或w型金屬纏繞墊片的抗變形能力差,易發(fā)生散架和壓潰的問題現(xiàn)象;提高了墊片在高壓下的承受能力,從而保證了產(chǎn)品有足夠的回彈性,減少了密封泄漏率.在低壓下,起到了初始密封的效果,拓展了纏繞墊片在低壓下的應(yīng)用范圍.

常規(guī)300系列不銹鋼纏繞墊光譜分析要依次檢驗(yàn)依波長λ_(mn)473.9nm→λ_(cr)492.228nm→λ_(ti)499.95nm→λ_(ni)503.54nm→λ_(mo)603.06nm順序進(jìn)行光譜線強(qiáng)度評(píng)定,需要轉(zhuǎn)換鼓輪5次以上,在同一激發(fā)點(diǎn)的時(shí)間要達(dá)到5min以上。引入540～570區(qū)間,λ_(cr)562.5nm、λ_(mn)551.68nm、λ_(ni)547.69nm、λ_(mo)553.31nm、λ_(ti)551.25nm在同一激發(fā)點(diǎn)只要10～15s時(shí)間即可完成纏繞墊的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)“一目了然”的操作,即觀察一眼就可確定316、321、304的材質(zhì)牌號(hào)。優(yōu)點(diǎn):快速、無損、準(zhǔn)確。

設(shè)計(jì)了一種新型纏繞墊片——耳環(huán)式纏繞墊片,對(duì)于外環(huán)寬度大于25mm的纏繞墊片,設(shè)計(jì)出一種耳式外環(huán),并將環(huán)的寬度統(tǒng)一定為25mm,給出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)果表明,耳式外環(huán)最大應(yīng)力處于外環(huán)內(nèi)徑處;耳式外環(huán)能滿足強(qiáng)度要求,且省料和備料方便,可以在煨環(huán)機(jī)上煨制,安裝時(shí)更加容易。

以一臺(tái)u形管式a型換熱器在進(jìn)行殼程水壓試驗(yàn)時(shí)管板與殼體法蘭凹面間纏繞墊片被壓出泄漏為事例,針對(duì)選擇低公稱壓力等級(jí)的纏繞墊片用在高設(shè)計(jì)壓力的凹凸面法蘭接頭密封的影響因素,從墊片最小寬度、法蘭凹凸密封面尺寸偏差、墊片與法蘭裝配以及纏繞墊片特性等方面進(jìn)行了分析,提出了在設(shè)計(jì)計(jì)算法蘭時(shí)應(yīng)考慮墊片最小寬度的合理確定并修訂完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議。

論述了柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片的基本結(jié)構(gòu)、冶金管道系統(tǒng)的應(yīng)用和性能特點(diǎn)。研究表明柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片具有良好的壓縮回彈性能、密封性能和耐熱性能,適合石油、化工、金屬冶煉等高溫高壓行業(yè)使用。

大化肥管線中不銹鋼纏繞墊的檢測(cè)

柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片具有優(yōu)越的基本力學(xué)特征，在螺栓法蘭連接等相關(guān)領(lǐng)域具有良好的推廣和應(yīng)用前景，并取得不錯(cuò)的效果。本文主要簡單介紹了當(dāng)前柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片的應(yīng)用范圍，總結(jié)分析了其優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也指出了它的不足之處，以供參考。

采用有限元和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)柔性石墨波齒復(fù)合墊片的壓縮回彈性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明:柔性石墨波齒復(fù)合墊片存在一個(gè)最佳波數(shù);墊片的壓縮率和回彈率隨波齒深度的增大而增大,但回彈率的增長幅度大于壓縮率;墊片石墨層的性能對(duì)于墊片壓縮回彈性能的影響較大,合理地選擇石墨對(duì)于生產(chǎn)合格優(yōu)質(zhì)的墊片意義重大。

法蘭纏繞墊知識(shí)