注剂式带压密封技术在压力管道中的应用

注剂式带压密封是在不停车的情况下消除压力管道泄漏最安全、最可靠的技术手段.分析了压力管道本体泄漏的主要原因,探讨了注剂式带压密封的基本原理及施工工艺,分析了密封注剂的类型、选用原则及使用注意事项,介绍了夹具的设计准则及设计计算公式.     

带压密封工程适用范围研究

基于带压密封工程的原理,研究了承压设备缺陷部位上存在的裂纹、壁厚减薄、刚度和强度的削弱,环连接面法兰线密封、极度危害介质、密封材料、金属材料、工器具等对带压密封工程适用范围的限制。根据国内现有带压密封工程的技术水平和成功的带压密封工程实例,论证了5项不能采用带压密封工程消除泄漏的原由,得出了带压密封工程适用范围的研究结果是:泄漏介质压力为400 Pa(绝压)~30 MPa(表压),温度为-180~800℃二项重要技术指标。     

基于VBA的法兰带压密封夹具设计

针对压力容器和管道法兰带压密封夹具设计中存在的难点，以弯曲梁理论为基础，建立了法兰夹具力学模型，推导出了更接近实际的夹具强度计算公式。依据泄漏介质温度、压力、法兰外周长、法兰副的连接间隙、连接螺栓的个数、夹具材料的许用应力及夹具强度计算公式，采用VBA编制了夹具设计智能化软件。应用实例证明了该软件的实用性和易用性，初步实现了压力容器和管道法兰夹具设计的智能化。     

带多层卷绕软管的长距离液压管道压力损失计算与试验分析

卷绕式长距离液压管道以其结构紧凑、应用范围广等特点越来越多地被应用到地下连续墙施工、深海打捞、石油开采等领域。以卷绕在卷盘上的液压软管为研究对象,针对多层卷绕管道内压力损失情况不明的问题,分析了多层卷绕管道几何特性,阐明了液压软管在不同卷绕圈数下直线段与卷绕段的关系,并建立了多层卷绕管道数学模型。然后,分析了多层卷绕管道直线段液压介质与管壁间的热交换特性与卷绕段局部压力损失特性,分别建立了多层卷绕管道直线段沿程压力损失模型和卷绕段局部压力损失模型,获得了整个多层卷绕管道中压力损失计算方法。最后,搭建多层卷绕压力损失测定系统,实现在不同流量、卷绕圈数下,多层卷绕管道内压力损失的试验值测定。从理论和试验两方面,探究了多层卷绕管道内压力损失产生机理,可为深入研究多层卷绕管道内液压介质流动问题提供理论基础和方法。     

一种充气式管道连接卡箍的设计及研究

管道卡箍连接方式安装时,对管道两端外表面密封处的光洁度要求较高、孔的中心轴线要求对齐,且不能根据管内流体压力大小对卡箍压紧力进行动态调节。可利用在卡箍内部安装可充气式气囊的方法来解决上述问题。充气式管道连接卡箍在安装后对气囊进行充气,能将管道两端外表面完全贴合从而保证密封,因此其对管道两端外表面密封处的光洁度要求不高;另外即使两管道的中轴线有一定的偏差,也能通过气囊自适应伸缩能力来保证密封;采用充气式管道连接卡箍后,可根据气囊的充气压力来改变卡箍对管道的压力,也就是具有动态调节压力能力。充气式管道连接卡箍因采用了气囊密封形式,具有独特的柔性特点,使管路具有抗震动的能力,其能吸收来自各方向力的冲击,同时具有抗收缩和膨胀的能力,与焊接、法兰及普通卡箍连接方式相比,管路系统的稳定性增加,更适合温度的变化。     

PTFE缠绕垫片旋转法兰的强度及密封性能研究

带垫片的螺栓法兰为压力容器管道的重要连接件,现行的基于Waters算法的规则设计难以保证法兰连接承受复杂载荷的完整性及密封有效性,根据欧盟标准BS EN 13445-3-2009附录GA的设计原则,建立PTFE缠绕垫片的压缩回弹本构关系,采用3D非线性有限元方法分析垫片及螺栓连接的旋转法兰组件受到内压及外载作用的强度及密封性能,结果表明螺栓预紧及操作条件下垫片法兰的密封性能及强度性能满足要求,螺栓预紧力的确定与内压及外载的大小,动态变化的垫片压应力、螺栓分散性有关。     

一种精密水压试压装置的设计和应用

介绍了一种精密水压试压装置.压力试验所用的压力釜能够自动快速开闭,密封采用自紧式密封结构.精密水压试压系统向压力釜打压时,通过稳压、缓冲、减振的作用,使升压平稳,保压精确,压力釜内的被试件不会因为压力波动太大而失稳.该装置能够完成对试压工艺曲线有严格要求的产品外压试压.     

表面粗糙度对油套管特殊螺纹密封面性能的影响

以往对油套管特殊螺纹密封的数值模拟都是在光滑平面的基础上展开的，不能真实反映油管连接时载荷接触状况。运用蒙特卡洛法建立考虑粗糙度的油管密封面接触模型，分析表面粗糙度、接头母扣球面半径、内压载荷对油管密封面性能的影响。结果表明：同一过盈量下，密封面粗糙度越小，平均接触压力越小；母扣球面半径越大，密封面接触长度越长，贴合度越高；随着内压的增加，由于公扣密封接触面上的微凸体与锥面的接触次数逐渐增多，并且在相互接触的情况下，其弹性变形程度逐渐降低，而塑性变形增大，此时因接触长度增大，密封表面具有较好的密封性能。     

GB 50235—2010《工业金属管道工程施工规范》疑难点解读

介绍了GB 50235—2010《工业金属管道工程施工规范》各章节的调整范围、施工规范与国家现行规程及标准之间的关系;解读了管道元件公称压力和公称尺寸、阀门的壳体试验压力、预保带压密封夹具,便于管道施工单位和建设单位理解和实施本规范。     

基于有限元的LNG管道法兰连接紧密性分析

螺栓法兰连接是一种管道连接形式,其密封性能是工程中关注的重要问题,而垫片密封是螺栓法兰连接中被广泛应用的密封形式。综合考虑螺栓预紧力、管道压力、温度、管道结构及低温下材料力学性能,建立管道、法兰、垫片、螺栓系统的热-结构耦合有限元模型,分析螺栓法兰连接在安装工况、压力工况、低温压力工况下垫片接触应力分布规律、螺栓拉应力及管道位移变形。结果表明:低温压力工况下,垫片接触应力周向分布不均匀,管道结构对螺栓法兰连接密封性能有较大影响。     

超临界萃取釜快开式密封连接结构设计

分析了3种常用快开密封连接结构的优缺点,提出了一种由C形密封圈、锥形卡箍和顶盖等部件构成的密封连接结构,使用气动伺服机构实现了顶盖的自动开合。设计了一台超临界萃取釜,强度计算结果表明该萃取釜的快开密封连接结构安全可靠,使用性能良好。     

螺旋流恒压泵斜孔压差导流冷却循环技术的研究

螺旋流恒压泵动态机械密封寿命低的问题一直困扰着制造企业和用户。针对螺旋流恒压泵密封系统寿命低的问题,通过对螺旋流恒压泵内部流场原理和机械密封结构的分析研究,首先构建了恒压泵内部流场数学模型,其次通过对内部流场压力、扬程和效率等关键技术参数以及机械密封结构的研究,设计了一种斜孔压差导流冷却循环结构。通过实验,对斜孔压差导流冷却循环螺旋流恒压泵的关键技术参数进行了优化,同时也证明了该技术的先进性、可行性和实用性,为该技术的实际应用奠定了理论和实验基础。     

高压旋转接头机械密封结构设计

根据旋转接头使用工况,设计其机械密封结构,从理论上计算机械密封的轴向载荷、弹簧比压、端面比压和密封件过盈装配的过盈量公差范围。通过有限元分析验证过盈量设计计算的正确性和机械密封结构件设计的正确性,密封件结构强度满足设计要求。通过对旋转接头机械密封件的耐压和运转性能试验,验证机械密封结构设计的正确合理性,并能满足实际使用要求。     

ESTIMATION OF RESIDUAL CONTACT PRESSURE IN HYDRAULICALLY EXPANDED CRA-LINED PIPE

The mechanically bonded CRA-lined pipe is developed to meet the need for corrosion-resistant alloy steel pipe. Residual contact pressure at the interface of lined pipe is important factor that governs the quality of lined pipe. A simplified theoretical method is presented to predict the residual contact pressure created by hydraulic pressure. The calculating equation related hydro-forming pressure to the residual contact pressure between two metal faces is derived. And the validation of the proposed equation is accomplished by comparing its result to those obtained by experimental investigation.     

一种套管悬挂器金属密封结构设计与研究

针对高温高压下悬挂器橡胶密封件的失效问题,采用316L软金属,设计线型、正弦、椭圆、抛物线4种不同的密封结构,采用ANSYS软件分析套管悬重及不同顶丝压力下的接触压力和接触宽度的变化规律。结果表明:随顶丝压力的增加,线型密封各接触面处的平均接触压力增幅较小,正弦和抛物线型密封各接触面处的平均接触压力起伏式增加,椭圆密封各接触面处的平均接触压力平稳增加,表明采用椭圆型接触面有利于密封的稳定。实验结果表明,该全金属多级等锥椭圆曲面密封结构可靠,能满足油田井口装置140 MPa极限工况的密封要求。     

管道机械式连接装置的设计

随着海洋石油开采的不断深入,应用管道无焊缝连接技术,在海底连接管道时,不需要干式焊接舱,直接操作,具有速度快、方便安装和安全可靠等特点。通过综合考虑管道受内压和外压的因素,研制了1套结构简单、使用方便的无焊缝机械连接方式的设计方案,完成了相应零件的三维设计,管道机械结构的组装,并对管道受力做了有限元分析,对螺栓和管道截面做了相应的强度校核。所设计的机械式连接器包括外筒、楔形结构、密封圈等机构。     

基于ANSYS的机械密封副的温度分析

研究了机械密封副的稳态温度场,在合理的假设条件下,建立了机械密封场的温度数学模型。通过计算,求得相关的热流密度与对流换热系数,然后利用ANSYS13.0软件进行运算。着重考虑了介质流量和弹簧比压对温度场的影响,为机械密封的设计提供了理论依据。     

DN<100外镀锌内涂塑螺纹管件机械加工工艺

针对市场上给水螺纹管件存在的问题,我们在外镀锌内涂塑可锻铸铁管件的塑粉涂料和机械加工工艺方面做了较大改进,较好地解决了小于DN100热镀锌内涂塑钢管的接口螺纹连接涂塑膜质量问题,保证了管件的防蚀和密封性能,使涂塑管路全程性能得到保证,整体管路和高层建筑同寿命,免维修。     

镶装式石墨密封环的压力变形研究

采用有限元方法分析镶装式石墨密封环和整体石墨密封环的压力变形情况.结果表明:密封压力使石墨环密封端面产生负锥度变形,随着密封压力的增大,端面压力变形呈线性增加;镶装式结构能显著增加石墨环的整体强度和刚度,减小密封端面的压力变形,提高机械密封的可靠性.     

矩形截面叶片密封可靠性和机械效率的数值研究

建立了矩形截面叶片密封的数值模型,分析了预压缩量、密封油压等对密封表面接触压力和机械效率的影响.结果表明,叶片密封在径向区的压力分布为非线性曲线分布;密封可靠性和密封面机械效率不仅与预压缩量密切相关,还取决于密封油压.同样预压缩量下,密封油压较低时,密封可靠性更容易保证,但摩擦导致的机械效率损失也会相对较多;密封油压较高时,密封可靠性会有所降低,但摩擦对机械效率的影响也会有所减小.