低温法兰密封结构的密封性能特性研究

发布时间：2017-05-10 18:07

  本文关键词：低温法兰密封结构的密封性能特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：密封结构在高压、真空和液体贮存容器等装备中有着广泛的应用,无论从科学研究或是技术实现的角度都已受到很多关注,并形成一套比较成熟的技术规范。然而,低温系统中的密封结构与常温系统相比却有很大区别,这是因为各种材料在低温环境下其物性与常温下迥异,会出现热胀冷缩、低温脆性、材料微结构上的相变等现象。在此情况下,常规的密封结构、密封材料、密封预紧力等关键因素在低温环境下的适用性问题都需要得以重新审视并开展针对性的研究,以期总结出一套行之有效的技术规范。本课题正是在此背景下计划开展相关研究,期望所得研究成果能为低温系统的密封技术提供参考。本文以铟密封圈为例,针对法兰-密封圈-螺栓结构进行其密封性能的实验研究与模拟分析,主要开展了以下三方面的研究： 1)设计并搭建法兰-铟密封圈-螺栓结构密封性能测试系统,主要包括实验总体流程的设计、高压工况密封结构设计、螺栓预紧力测量系统设计、数据测量与采集系统的设计等。 2)实验研究工作压力、螺栓预紧力、温度对法兰-铟密封圈-螺栓结构泄漏率的影响情况。将采用两种控制螺栓预紧力的方法,即应变计法和工程上常用的力矩法,进而分析各自的实验测量结果,总结泄漏率的影响规律,实验得出泄漏存在着临界压力,并且临界压力与预紧力存在着较好的线性关系。 3)对法兰-铟密封圈-螺栓结构进行有限元建模,计算并分析密封结构工作压力、螺栓预紧力、温度对密封结构各部位应力分布、形变等影响,根据有限元分析结果探寻实验所得泄漏规律的内在机理。
【关键词】：低温密封 法兰结构 铟密封 密封性能
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 低温静密封研究现状11-12
• 1.2.2 法兰结构密封性能的研究现状12-14
• 1.2.3 有限元方法用于密封性能研究的研究现状14-16
• 1.3 法兰结构的泄漏16-20
• 1.3.1 密封圈密封机理16
• 1.3.2 密封圈密封的泄漏形式16-17
• 1.3.3 密封圈微观密封过程17-18
• 1.3.4 影响泄漏的主要因素18-20
• 1.4 本文工作20-21
• 第2章 法兰-密封圈-螺栓结构密封性能测试系统21-36
• 2.1 密封性能测试平台的研制现状21-25
• 2.2 法兰-密封圈-螺栓结构密封性能测试系统25-34
• 2.2.1 总体实验流程25-26
• 2.2.2 实验研究对象26-28
• 2.2.3 螺栓预紧力测量系统28-32
• 2.2.4 数据测量与采集系统32-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第3章 法兰-密封圈-螺栓结构密封性能实验研究36-55
• 3.1 采用应变计法控制螺栓预紧力的密封性能实验研究36-42
• 3.1.1 应变计法控制螺栓预紧力36
• 3.1.2 时间对螺栓上紧过程的影响36-39
• 3.1.3 采用应变计法的密封性能实验过程39-40
• 3.1.4 密封性能实验结果与分析40-42
• 3.2 采用力矩法控制螺栓预紧力的密封性能实验研究42-53
• 3.2.1 力矩法控制螺栓预紧力的工作原理及力矩扳手的制作43-44
• 3.2.2 上紧方式对螺栓预紧力值的影响44-50
• 3.2.3 上紧次数对螺栓预紧力值的影响50-51
• 3.2.4 采用力矩法上紧螺栓的密封性能实验过程51
• 3.2.5 密封性能实验结果与分析51-53
• 3.3 两种螺栓预紧力控制方法的实验结果对比与分析53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 法兰-密封圈-螺栓结构应力特征的有限元数值模拟55-65
• 4.1 有限元模型的建立55
• 4.2 材料力学性能的测量55-57
• 4.3 常温下数值模拟57-61
• 4.3.1 法兰结构的应力分析结果57-59
• 4.3.2 螺栓预紧力值F对密封圈应力分布的影响59-60
• 4.3.3 密封结构工作压力P对密封圈应力分布的影响60-61
• 4.4 低温下数值模拟及其与常温结果的对比61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 全文总结与展望65-67
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 课题展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士期间取得的科研成果70-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：355276