热壁加氢反应器支承环的焊接技术

高压加氢设备是炼油厂中的关键设备之一。以往,加氢反应器多属冷壁结构形式,即在反应器内壁衬上100毫米厚的大颗粒珍珠岩混凝土保温层,壳体本身的壁温不致过热。这种结构不可避免地使反应容积减少,从而降低了有效空间的利用。如果衬里不好,尤其在接管处,局部地方会发生过热而处于高温状态,影响安全生产。随着我国现代化建设对石油制品     

采用双弧面金属密封结构的新型环空排气阀性能研究

针对常规环空排气阀采用的橡胶密封易受高温、高压强腐蚀气体侵蚀而失效的难题,设计一种具有双弧面金属密封结构的新型环空排气阀。采用有限元方法,分析不同下入深度时新型环空排气阀金属密封的应力与接触压力分布以及密封接触宽度的变化。结果表明:该阀在下入深度小于等于600 m时,最大Mises应力大于壳体材料屈服强度,最大接触压力为壳体材料屈服强度的1～1.37倍,而密封接触宽度基本保持不变,能够实现金属密封。对新型环空排气阀进行了开启压力和密封压力实验,模拟数据与实验数据大致吻合,表明该阀在下入深度小于600 m,密封压力不大于45 MPa的条件下,具有良好的连通、密封上下环空的功能。     

一种制酸系统高温工况用双支撑弹性金属硬密封蝶阀的研制与应用

本文主要针对制酸系统中高温烟气工况大口径蝶阀的研究与应用，进一步介绍经过特殊结构设计的双支撑弹性金属硬密封蝶阀，既能耐高温、防卡轴、高密封又能稳定地长期运行，达到满足工业装置控制的需求。然后重点介绍该阀门对填料函结构先进设计，密封副的结构先进设计，双支撑结构先进设计的技术关键点。通过以上技术提升该阀门的适用性及可靠性，成为制酸装置用阀的首选产品，助推我国硫酸工业产业向一个新的技术和产业层面的发展。     

含颗粒的高温金属密封球阀的设计与选型

介绍了煤化工、多晶硅、单晶硅用高温金属密封球阀的设计与选型，概述了不同部件的材料选择，分别介绍了浮动球阀和固定球阀的结构特点，详细阐述了设计计算的过程以及高温金属密封球阀的其他考虑因素。     

油管头金属密封技术的应用现状及优缺点分析

安全性和密封可靠性是衡量井口装置的一项重要指标,相比于橡胶密封结构和方式而言,金属密封具有独特的优势,特别是对于一些高温、高压、高含硫的恶劣工况,金属密封的可靠性尤为突出,文中对国内外知名井口装置和采油树制造商广泛应用的金属密封情况进行了对比,并对不同结构的密封机理和优缺点进行了分析,同时根据实际情况对油管头金属密封的研究重点提出了一些观点。     

阀门耐火密封结构设计分析

面对工况日益严峻的石油化工发展要求,为更好地应对生产过程中所应用原材料、半成品以及辅助材料具有的易燃易爆特点,提高生产安全性与可靠性,需要针对部分易失火工况的阀门进行设计改造,提高其耐火性能,确保其即便是在受到一定高温后仍然具有较高的密封性与操作性能,不会对整个生产工艺产生影响,降低因火灾或爆炸事故产生的损失。本文主要就阀门耐火密封结构的设计优化进行分析。     

核电站不同型式高温法兰及密封计算分析研究

针对某基于ASME标准设计的核电站反应堆压力容器双道金属密封高温法兰的设计需求,给出两种不同结构型式的高温法兰(FF和RF型法兰)的密封预紧载荷和法兰受力校核的计算方法,并对两种不同结构型式法兰的密封螺栓预紧力、螺栓截面、法兰受力等计算结果进行分析比较;另外考虑了高温和低温法兰设计的区别、有无外载荷以及不同密封形式的影响,分别进行了考虑高温、外载荷存在和双道金属线密封的法兰螺栓计算的优化,其设计理念、计算方法可供核电站用其他高温法兰借鉴。     

温差对双壳体锅炉给水泵运行可靠性的影响

温差对大型双壳体锅炉给水泵运行可靠性的影响极大。调整泵两端机械密封弹簧的压缩量、改进轴封冲洗系统、采用适当的低速盘车装置、设计有效的暖泵系统以及选用适当材料和合理结构的热补偿器,是克服温差影响的可靠方法。本文论述的方法适用于其他高温多级泵。     

磁悬浮反作用飞轮密封罩结构的优化设计

研究了磁悬浮反作用飞轮密封罩结构的优化设计方法。基于有限元分析理论分别建立了两种外形设计方案的密封罩有限元模型,对密封罩壳体进行了静强度分析并利用特征值屈曲法分析其抗压稳定性,比较了两种设计方案的优缺点;对其中一种壳体的设计方案进行了变外形参数的结构优化设计,通过分析两个关键外形参数和壳体厚度对密封罩整体性能的影响,得出了最优的密封罩设计方案,最终得到壳体的设计质量为0.197 kg,稳定性系数达5.374。该优化设计方法提高了密封罩设计的可靠性和效率,对飞轮系统整体优化设计有重要意义。     

温差对双壳体锅炉给水源洋运行可靠性的影响

温差对大型双壳体锅炉给水泵运行可靠性的影响极大。调整泵两端机械密封弹簧的压缩量、改进轴封冲洗系统、采用适当的低速盘车装置、设计有效的暖泵系统以及选用适当材料和合理结构的热补偿器，是克服温差影响的可靠方法。本文论述的方法适用于其他高温多级泵。     

某运载器作动器密封设计及实验验证

针对某运载器作动器恶劣的工作环境和可靠性要求高的特点，对影响其密封性能的各主要参数进行了设计。采用O形金属橡胶密封圈作为密封件，并且密封圈表面包覆层采用填充石墨的聚四氟乙烯材料，该材料具有良好的润滑性，解决了普通润滑脂高温下易变性易分解的问题。给出了密封圈最大压缩率和最小压缩率的计算方法，提出了一种密封圈规格选取的经验算法。设计了一种非标的梯形密封槽结构并给出了槽深和槽宽计算方法，对密封槽表面粗糙度及筒体和活塞杆之间的配合间隙给出了参考值。最后进行了作动器密封性能验证实验，实验结果表明作动器密封性能良好。     

旋转导向工具的径向补偿组合动密封设计

针对导向钻井工具中导向工具下端在正常钻进和导向钻进2种工作状态下的动密封要求,通过分析工作环境和性能要求,设计一种导向钻井工具的组合密封装置。该组合密封由波纹管、机械密封和螺旋密封等组成,达到井下工具动密封的径向补偿、高温、高压、耐腐蚀等设计要求,提高井下密封的可靠性和使用寿命,为井下恶劣环境下的动密封设计提供一种新的设计方法。     

废热锅炉下管箱与其内衬刚玉变形协调分析及优化

采用有限元分析软件ANSYSY对"浴缸式"急冷废热锅炉下管箱及其内衬刚玉的温度分布和热变形进行了数值模拟研究,通过模拟得出了废热锅炉下管箱壳体与其内衬有4 mm左右的热变形间隙,这对刚玉开裂与下管箱的温度场都有较大影响。针对该设备运行过程中存在内衬开裂、筒体温度过高、法兰密封失效的问题,提出了对下管箱筒体增设加强圈、下管箱内衬刚玉分块和在托板与刚玉之间预留热变形间隙等优化措施,这些措施可以有效改善下管箱壳体与其内衬热变形协调性和下法兰密封性能,具有实际意义。     

生物质旋转锥反应器的瞬态传热有限元模拟分析

根据传热学理论,提出了一个二维转锥反应器的有限元模型,该模型主要考虑了热传导、热对流和边界条件等因素的影响。利用大型有限元软件ANSYS对转锥反应器瞬态传热过程进行了模拟计算,分析了瞬态传热时转锥在不同时刻的温度场分布,并通过与实际温度的对比,验证了该模型的可靠性。为转锥反应器的虚拟制造和优化设计提供了新的方法和途径。同时,也为进一步的分析转锥的热应力奠定了一定的基础。     

纯电动汽车一体化动力总成非接触式密封结构设计

纯电动汽车一体化动力总成普遍使用的油封因与轴为抱紧滑动密封,在长期磨损、老化后容易失效,且不容易更换,同时在电机高速运转时,因线速度较大,油封无法满足设计要求。针对此问题,设计一款适用于纯电动汽车一体化动力总成的非接触式新型密封结构。该密封将动环和静环集成在一起,中间形成迷宫结构,并在动、静环之间增加了浮动环。通过模拟仿真及实验验证了该非接触式新型密封结构达到设计预期功能,可靠性较常规油封密封有明显提升,且结构更加紧凑,有效提升了一体化动力总成生命周期内的可靠性。     

Fretting in hostile environments

Metallic materials for use in corrosive environments are almost entirely of the type which derive their corrosion resistance from a protective oxide film which may withstand the effects of fatigue and creep, but which is completely disrupted by fretting. This may have serious consequences, for example, in a nuclear reactor where a stainless steel structure may be operating at a high temperature in an oxidising atmosphere. Not only will disruption of the normally protective oxide film allow corrosion to continue, it may also enhance corrosion since the protective film is rich in chromium and the metal surface is therefore depleted in chromium and has a lower corrosion resistance than the original surface. In certain designs of diesel engine lands on the outer surface of the cylinder liner bear on corresponding lands on the cylinder block forming a seal separating the region of the exhaust gases and the region of the cooling water which may contain antifreeze. Fretting due to vibration allows these environments to gain access to the seal surfaces resulting in accelerated fretting damage with rapid breakdown of the seal. A third example is that of the surgical implant. The importance of corrosion resistance here is that corrosion products can be toxic to surrounding tissue. Fretting between the surfaces of screwholes in the implant and the underside of the heads of screws used to fix it into the bone can result in toxic soluble corrosion products being released into the body fluid.     

考虑温度时油封运行工况参数对其可靠性的影响

根据油封的能量守恒方程以及黏温方程,应用迭代求解,获得不同运行工况参数组合方案的油封唇口区域的温度分布;基于正交试验设计和响应曲面拟合,得到最大温度值和温度差值的油封运行工况极限状态函数,并依据转速、油压、摩擦因数、粗糙度的极限状态函数进行油封的可靠性以及可靠性灵敏度分析。结果表明：温度最大值是研究分析温度对油封可靠性影响的最佳指标;摩擦因数对温度最大值的影响敏感性最高;所研究范围内,粗糙度的均值增加,会使油封可靠度增加,转速、油压、摩擦因数的均值增加,均会降低油封的可靠度;随转速、油压、摩擦因数、粗糙度的方差增加,油封的可靠度均降低。     

某航天电子设备金属3D打印相变机壳设计

相变材料在相变过程中可以储存和释放大量热量,且相变过程近似等温。利用相变材料的这一特性可以实现对物体的温度控制,尤其适用于外部环境恶劣、热耗变化大、对温度稳定性要求较高的电子设备。某航天电子设备具有短时工作、功率密度高的特点,利用合适温度的相变材料来增加系统热沉是解决其散热问题的一种重要手段。文中基于相变控温技术完成了某航天电子设备相变机壳的热设计,同时利用金属3D打印技术实现了相变装置与复杂结构机壳的共形设计。研究结果表明,金属3D打印相变机壳在温度指标、重量指标、加工实现和研制周期方面具有明显的优势。     

高压高转速服役特征下唇形油封失效机制

坦克车综合传动系统中油封经常处于高压、高转速的工况,出现短时失效泄漏且在工况条件降低后密封性能恢复。针对这一问题,以唇形油封的泵汲理论作为其失效评判标准,首先,通过分析不同介质压力下油封的变形特征和接触特性,发现油封受压后腰部向轴侧塌陷、唇部翘曲,导致其接触宽度增加、最大接触应力减小,不利于产生或失去泵汲效应;其次,基于高速下油封摩擦升温现象,指出转速增加使油封橡胶材料的弹性模量下降,导致油封的抵抗变形能力减弱,其受压时腰部变形量增大;最后,对高压高转速服役特征下的油封进行分析,发现转速作用下油封升温导致其腰部抵抗变形能力下降,同时施加介质压力后加剧其腰部的塌陷程度,降低其工作可靠性,进一步得出了油封的可靠介质压力与转速之间的匹配关系。研究成果可为设计优化耐高压高速油封及油封选型提供参考和理论支持。     

径向金属密封唇部结构接触力学研究*

由于初始过盈量和介质压力的作用,井下流量控制阀径向金属密封唇部的应力和应变梯度变化很大,很容易发生塑性变形。为研究径向金属密封唇部接触力学行为,提出径向金属密封唇部的圆弧结构,基于接触力学建立径向金属密封唇部轴对称结构的圆弧-平面接触模型,得出径向金属密封唇部结构接触力学参数的理论关系式,并基于有限元方法进行验证。径向金属密封唇部接触力学参数的理论解与数值解相符,接触宽度、最大接触应力、初始过盈量和平均接触应力的平均相对误差分别为8.86%、6.96%、8.88%和4.33%,满足工程设计要求。研究表明：径向金属密封唇部的最大接触应力与初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度成正比,与径向金属密封唇部圆弧半径成反比,因此可通过增加初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度来增加径向金属密封唇部的最大接触应力。研究结果为井下流量控制阀径向金属密封的设计提供了理论指导。