柔性石墨金屬纏繞墊片(下稱金屬石墨纏繞墊片)由一定形狀和尺寸的金屬帶(通常是V形或W形)與柔性石墨填充材料交替纏繞而成,以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能優(yōu)良等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于石油化工、核電、船舶等流程工業(yè)領(lǐng)域。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)金屬石墨纏繞墊片工藝參數(shù)的研究不夠深入、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)欠完善,仍以70 MPa作為測(cè)試應(yīng)力,造成金屬石墨纏繞墊片分級(jí)不明確,有些墊片性能雖能滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求,但在實(shí)際使用時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)壓縮量不足或壓潰等問題而導(dǎo)致密封失效。本文針對(duì)流程工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的內(nèi)外環(huán)型金屬石墨纏繞墊片,采用試驗(yàn)和有限元模擬分析相結(jié)合的方法,研究工藝參數(shù)對(duì)其性能的影響規(guī)律。主要工作如下:首先,選定纏繞密度、頂緊氣壓和定位環(huán)安裝尺寸為金屬石墨纏繞墊片的主要工藝參數(shù),根據(jù)確定的工藝參數(shù)制作標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣件,并進(jìn)行壓縮回彈試驗(yàn),結(jié)果表明:隨著纏繞密度和頂緊氣壓的增加,墊片的壓縮性能降低,回彈性能增加;隨著定位環(huán)安裝尺寸的增大,墊片的壓縮性能增加,回彈性能降低。其次,采用商用有限元軟件ABAQUS建立金屬石墨纏繞墊片的二維軸對(duì)稱有限元模型,對(duì)其壓縮回彈過程進(jìn)行了非線性彈塑性分析。結(jié)果表明:數(shù)值模擬得到的壓縮回彈曲線與試驗(yàn)曲線變化趨...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1壓力管道系統(tǒng)

壓力管道是核電、石油、石化等流程工業(yè)領(lǐng)域中最重要的配套設(shè)備之一,包括所有承受內(nèi)壓或外壓的管路系統(tǒng)。在核電站、石油化工設(shè)備正常運(yùn)行過程中,壓力管道中(見圖1-1)運(yùn)行高溫、高壓、有毒有害或強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),保證介質(zhì)密封不泄漏是核電站、石油化工等流程工業(yè)設(shè)備安全運(yùn)行的重要保障。目前,核電....

圖1-2纏繞式墊片[8]

纏繞式墊片(見圖1-2)的主體部分由一定形狀(通常為V型或W型)的金屬帶和非金屬填充材料相間纏繞而成,具有一定的強(qiáng)度、剛度、多道密封和自緊作用,對(duì)法蘭面的粗糙度不敏感,有利于吸收壓力、溫度變化和機(jī)械振動(dòng)的影響,是法蘭連接系統(tǒng)中的重要密封元件。纏繞式墊片的纏繞層最內(nèi)圈和最外圈有2-....

圖1-3纏繞式墊片壓潰

基本型纏繞式墊片只具有纏繞層,不安裝內(nèi)環(huán)和定位環(huán),主要適用于榫槽面法蘭,利用法蘭的榫槽面限制墊片變形,一般用于壓力和溫度不高的工況�；拘屠p繞式墊片壓縮過程中存在載荷極限,超過極限載荷會(huì)產(chǎn)生壓潰失效,見圖1-3;壓潰之后密封介質(zhì)流經(jīng)墊片處容易產(chǎn)生流體渦流,渦流作用使壓潰處石墨不斷....

圖1-4預(yù)緊過程[9]

纏繞式墊片起主要密封作用的是填充的非金屬材料,在初始預(yù)緊狀態(tài)下,法蘭表面?zhèn)鬟f螺栓預(yù)緊力對(duì)非金屬填料施加軸向載荷,當(dāng)載荷足夠大時(shí),高出金屬帶斷面的非金屬填料發(fā)生塑性變形填補(bǔ)密封表面的缺陷,阻塞接觸面的泄漏通道,同時(shí)壓縮變形使非金屬材料本身微小泄漏通道不斷減小,形成初始密封(見圖1-....

本文編號(hào)：4057233