不锈钢柔性石墨缠绕垫片的结构

在垫片高温性能试验装置上,进行了不锈钢柔性石墨缠绕垫片压缩回弹性能、蠕变性能和密封性能的试验研究,得到了表征垫片压缩回弹特性、蠕变性能和密封性能的曲线及拟合计算公式。试验研究结果表明,不锈钢柔性石墨缠绕垫片的压缩量随试验温度和垫片压紧应力的增大而增大,垫片回弹性能随温度增高而下降;垫片在压紧应力下,常温亦有蠕变,蠕变量随温度的升高而增大;垫片具有较好的密封性能,常温下的泄漏率大多为10-4数量级,温度低于500℃时为10-3数量级;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,压紧应力越大,泄漏率越小;与温度成指数关系,随温度升高泄漏率增大。

不锈钢柔性石墨缠绕垫片的高温性能研究

对不锈钢柔性石墨缠绕垫片进行了常温机械性能和密封性能的试验研究,找出了垫片常温密封的基本规律,提出了较好地表征该垫片压缩回弹特性、应力松弛特性和基本密封特性的公式,通过试验数据的回归分析,得到公式中的各系数,为螺栓法兰垫片连接的紧密性分析和密封件的工程选用提供了依据.

在力学分析的基础上,对宽度为5.5、6.0、6.5mm、材料为06cr18ni10的3种平钢带进行w形设计,然后通过性能优化试验,对标准4.5mm厚的w形柔性石墨不锈钢缠绕垫片进行密封性能研究,从而找出结构、工艺参数对密封性能的影响规律和最佳性能参数组合,开发出高密封性能的产品。

不锈钢膨胀石墨金属缠绕垫片以它独特的性能而被广泛应用,但在换热器浮头盖密封应用中也因比压较低,可压缩量较大而存在一定问题。笔者从施工实际问题出发,通过试验和计算,提出了解决该问题的建议。

采用正交试验方法研究了金属石墨缠绕垫片结构和工艺参数对垫片力学及密封性能的影响。石墨缠绕垫片的缠绕顶紧力和石墨带厚度是影响垫片力学性能的主要参数,可采用这两个参数作为研究缠绕垫片分级制造技术的主要参数。

本文根据有关文献所提供的关于柔性石墨缠绕垫的试验结果，分析了其力学性能和密封性能的内在联系，提出了基本型垫片的“拐点”应力计算式，建立了泄漏率、应力、介质压力的关系式。

设计了一种新型缠绕垫片,并与v形、w形缠绕垫片成型钢带的压缩变形进行了分析对比,结果表明所设计的新型缠绕垫片压缩性能优于w形缠绕垫片.

应用有限元法研究缠绕垫片钢带在轴向压力下的压缩性能,得出钢带直径和角度α对钢带的影响规律。结果表明,角度α为45°直径为100mm的钢带在相同轴向压力下,v形钢带的压缩量最大,其他结构钢带的压缩量不足v形钢带的1/2,钢带角度α为45°时钢带的压缩量随钢带直径的增大而增大,并在直径达到100mm后趋于稳定值;在其他结构参数一定时,钢带的压缩量随钢带角度α的增大而增大,除m形钢带外,各钢带随角度的增大其轴向承载能力也减小。

建立了缠绕垫片成型钢带受轴向压缩时的力学模型,对几种成型钢带的压缩变形进行了理论计算,并进行了分析讨论。

金属缠绕垫片的结构材料： 填充料钢带内环外环 石棉缠绕sus304碳钢碳钢 石墨缠绕sus316sus304sus304 四氟缠绕sus316lsus316sus316 sus316lsus316l 填充料温度(°c)最大操作压力(kg/cm2) 石墨缠绕-200~550250 石棉缠绕-150~450100 四氟缠绕240~260100 下表用于对内环及缠绕金属的材质选择: 商品名aisi硬度(hb/hv)温度(°c) 不锈钢304304130~180-250~+550 不锈钢316316130~180-100~+550 不锈钢316l316l130~190-100~+550 外环通常由经防腐蚀处理的碳钢组成。法兰种类及缠绕垫片形式: 法兰种类缠绕垫片形状

本文在现有文献研究的基础上,进一步对带内外加强环的柔性石墨缠绕垫密封系统的设计进行了探讨,提出了有关建议。

一台固定管板式预加热器,其管箱法兰为带加热槽、密封垫片为双缠绕垫片形式。作者针对此法兰的特殊情况探索出了一种简便易行的设计计算方法,可供同行参考。

针对传统金属缠绕垫片的不足,本文研发出既满足缠绕垫片独特的优良性能,又具备整体垫片的刚性结构的新型h型复合缠绕垫片,解决了现有的v型或w型金属缠绕垫片的抗变形能力差,易发生散架和压溃的问题现象;提高了垫片在高压下的承受能力,从而保证了产品有足够的回弹性,减少了密封泄漏率.在低压下,起到了初始密封的效果,拓展了缠绕垫片在低压下的应用范围.

常规300系列不锈钢缠绕垫光谱分析要依次检验依波长λ_(mn)473.9nm→λ_(cr)492.228nm→λ_(ti)499.95nm→λ_(ni)503.54nm→λ_(mo)603.06nm顺序进行光谱线强度评定,需要转换鼓轮5次以上,在同一激发点的时间要达到5min以上。引入540～570区间,λ_(cr)562.5nm、λ_(mn)551.68nm、λ_(ni)547.69nm、λ_(mo)553.31nm、λ_(ti)551.25nm在同一激发点只要10～15s时间即可完成缠绕垫的检测,实现“一目了然”的操作,即观察一眼就可确定316、321、304的材质牌号。优点:快速、无损、准确。

设计了一种新型缠绕垫片——耳环式缠绕垫片,对于外环宽度大于25mm的缠绕垫片,设计出一种耳式外环,并将环的宽度统一定为25mm,给出了结构设计方案,并进行了强度计算。结果表明,耳式外环最大应力处于外环内径处;耳式外环能满足强度要求,且省料和备料方便,可以在煨环机上煨制,安装时更加容易。

以一台u形管式a型换热器在进行壳程水压试验时管板与壳体法兰凹面间缠绕垫片被压出泄漏为事例,针对选择低公称压力等级的缠绕垫片用在高设计压力的凹凸面法兰接头密封的影响因素,从垫片最小宽度、法兰凹凸密封面尺寸偏差、垫片与法兰装配以及缠绕垫片特性等方面进行了分析,提出了在设计计算法兰时应考虑垫片最小宽度的合理确定并修订完善相关标准的建议。

建立波齿结构力学模型。选用厚度2．0mm钢板，波齿结构设计采用三种圆弧半径r、三种深度危和三种齿尖平台宽度l，柔性石墨复合层厚度为0．5mm，以gb／t19066．3—2003中规定的试样规格（4,120．5mm×84．5mm×3．0mm）进行三因子三水平压缩一回弹性能优化试验研究。从而找出影响该垫片性能的重要参数及其参数对性能的影响规律，找出性能最佳参数组合，开发高性能产品，为生产实际提供试验依据。

论述了柔性石墨复合增强垫片的基本结构、冶金管道系统的应用和性能特点。研究表明柔性石墨复合增强垫片具有良好的压缩回弹性能、密封性能和耐热性能,适合石油、化工、金属冶炼等高温高压行业使用。

大化肥管线中不锈钢缠绕垫的检测

介绍了柔性石墨金属波齿复合垫片的基本结构、性能特点和应用情况,表明其具有较好的压缩回弹性能和可靠的密封性能,是高温、高压和苛刻工况的一种理想密封垫片。

在有限元应力分析[1]的基础上,对不同结构参数的柔性石墨金属波齿复合垫片进行压缩回弹性能试验。结果表明:在45mpa的压紧力和相同密封面宽度及一定波齿深度的条件下,压缩率随波齿数的增加而减小(即随波齿圆弧半径的减小而减小),回弹率则相对增大,这一结果与弹性有限元应力分析结果基本一致。