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金屬墊片密封連接泄漏分析

發布時間:2019-05-16來源:點擊:94

 金屬墊片密封連接常見于石油、化工、核能等裝置中,廣泛應用于高溫、高壓及強腐蝕介質等操作條件惡劣、密封要求高、一般的墊片無法滿足要求的場合。其失效極少是因強度不足引起的,泄露是連接系統失效的主要原因。現行金屬墊片的設計以墊片系數或線密封比壓爲依據,主要針對法蘭強度問題,而沒有定量泄露和緊密性的概念,因此無法從理論上說明連接是否緊密。

  金属垫片密封是压力容器和管道中常见的连接型式,在金属垫片泄露模型基础上,考虑垫片接触应力分布不均匀对泄露通道的影响,推导了变截面泄露通道的泄漏率计算公式,此公式将泄漏率、垫片接触应力、介质压力和密封表面分形多数联系在一起,因而使以最大允许泄露为准则的金属垫片密封连接设计以及紧密性评价成为可能。

  现已经依据分形理论研究得到了金属垫片密封模型,并通过大量试验验证了其合理性。但在模型建立过程中,假设法兰为刚性的,且不发生偏转,垫片上接触应力分布是均匀的。而在实际的金属垫片密封连接中,法兰偏转将导致垫片上径向接触应力分布的不均匀。垫片局部区域的高接触应力对连接结构密封性能的影响较垫片平均应力大。实际金属垫片密封连接的;泄露率计算时必须考虑这一因素。

  在金属垫片密封模型的基础上,考虑垫片接触应力分布不均匀对泄露通道的影响,获得实际金属垫片连接结构的泄漏率计算公式。研究表明,法兰偏转形式的垫片外缘高应力使泄漏率明显减小,依据垫片接触应力计算得到的泄漏率小于依据垫片平均接触应力计算得到的结果。依据资料分析,泄漏率计算方法可作为一种工程算法。变截面泄露通道的泄漏率计算公式将泄漏率、垫片接触应力、介质压力和密封表面分形参数联系在一起,因而使以最大允许泄露率为准则的金属垫片密封连接设计以及紧密性评价成为可能。


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