金屬墊片密封連接泄漏分析
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lytfkj 發(fā)布時間：2021-09-08 11:21:50
金屬墊片密封連接常見于石油、化工、核能等裝置中，廣泛應(yīng)用于高溫、高壓及強腐蝕介質(zhì)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(tǒng)失效的主要原因。現(xiàn)行金屬墊片的設(shè)計以墊片系數(shù)或線密封比壓為依據(jù)，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。
金屬墊片密封是壓力容器和管道中常見的連接型式，在金屬墊片泄露模型基礎(chǔ)上，考慮墊片接觸應(yīng)力分布不均勻?qū)π孤锻ǖ赖挠绊?，推?dǎo)了變截面泄露通道的泄漏率計算公式，此公式將泄漏率、墊片接觸應(yīng)力、介質(zhì)壓力和密封表面分形多數(shù)聯(lián)系在一起，因而使以***大允許泄露為準則的金屬墊片密封連接設(shè)計以及緊密性評價成為可能。
現(xiàn)已經(jīng)依據(jù)分形理論研究得到了金屬墊片密封模型，并通過大量試驗驗證了其合理性。但在模型建立過程中，假設(shè)法蘭為剛性的，且不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，墊片上接觸應(yīng)力分布是均勻的。而在實際的金屬墊片密封連接中，法蘭偏轉(zhuǎn)將導(dǎo)致墊片上徑向接觸應(yīng)力分布的不均勻。墊片局部區(qū)域的高接觸應(yīng)力對連接結(jié)構(gòu)密封性能的影響較墊片平均應(yīng)力大。實際金屬墊片密封連接的；泄露率計算時必須考慮這一因素。
在金屬墊片密封模型的基礎(chǔ)上，考慮墊片接觸應(yīng)力分布不均勻?qū)π孤锻ǖ赖挠绊懀@得實際金屬墊片連接結(jié)構(gòu)的泄漏率計算公式。研究表明，法蘭偏轉(zhuǎn)形式的墊片外緣高應(yīng)力使泄漏率明顯減小，依據(jù)墊片接觸應(yīng)力計算得到的泄漏率小于依據(jù)墊片平均接觸應(yīng)力計算得到的結(jié)果。依據(jù)資料分析，泄漏率計算方法可作為一種工程算法。變截面泄露通道的泄漏率計算公式將泄漏率、墊片接觸應(yīng)力、介質(zhì)壓力和密封表面分形參數(shù)聯(lián)系在一起，因而使以***大允許泄露率為準則的金屬墊片密封連接設(shè)計以及緊密性評價成為可能。
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