真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (4): 15-21.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.04.03
闫泽恩1, 马子豪1, 刘格良1, 李冠卓1, 张宇航1, 庞桂兵1, 高航2, 童强1
YAN Zeen1, MA Zihao1, LIU Geliang1, LI Guanzhuo1, ZHANG Yuhang1, PANG Guibing1, GAO Hang2, TONG Qiang1
摘要: 针对1 200 MPa高压条件下60°锥密封结构的密封性能,使用ANSYS Workbench软件进行仿真分析,得到其密封面的接触压强,并使用不同的材料组合进行1 200 MPa介质载荷条件下的密封性能实验验证。实验使用316L和Cr12MoV材料的“软–硬”组合,以不同的拧紧力矩测试密封效果。结果表明:此材料组合在超高压下能保持良好密封性且无泄漏;拧紧力矩控制在180 N·m以上能实现稳定密封,材料硬度差异在提升密封可靠性和使用寿命上具有重要作用。该结构在高压环境中具有良好应用潜力,适用于超高压密封关键设备。
中图分类号: TH136
[1] 武怀锦,郭百泽,丁英仁.阀门锥面密封锥角选择的理论探讨[J].流体工程,1992(9):22-24. [2] QIU M X, WANG J J, WANG Z X, et al.Conical surface sealing performance of pipe connection fits[J]. Advanced Materials Research, 2013, 721: 564-571. [3] 任琪琛,孙志和,王沛,等.O形橡胶圈真空密封性能有限元分析[J].真空, 2021,58(5):37-41. [4] 蒋大明,肖彦旭,种豹.双锥回转真空干燥机抽真空密封结构改进与应用分析[J].中国设备工程,2023(1):11-13. [5] 潘志刚,宫风顺,程振来,等.绝压气体活塞式压力计的探讨[J].仪器仪表用户,2010,17(4):82-83. [6] DELAJOUD P, GIRARD M.用于微小表压和绝压计量测试的力平衡式活塞压力计[C]// 2001全国压力计量测试技术年会论文集.中国计量测试学会, 2001. [7] 程华旸,赵艳丽,邓话,等. 热处理和冷作硬化对不锈钢力学性能的影响[J]. 科技视界,2019(22):5-7. [8] 杨冠军,杨华斌,曹继敏. 我国形状记忆合金研究与应用的新进展[J]. 材料导报,2004(2):42-44. [9] 李晓月. 钢材冷作硬化机理及工程使用注意事项[J]. 价值工程,2014,33(34):70-71. [10] 梅加化,何平,黄禄丰,等. 超高压管接头密封结构的设计与分析[J]. 安庆师范大学学报(自然科学版),2020,26(2):81-86. [11] LI M, HANG C, LIAN T, et al.Sealing structural design and sealing performance analysis for cylindrical pipe threaded connection[J]. Journal of Failure Analysis and Prevention, 2022, 22(4):1657-1668. [12] 杨卓然,张亮亮,孙明艳,等. 锥面管接头界面密封性能研究[J]. 润滑与密封,2021,46(7):1-7. [13] 王润良,刘检华,丁晓宇. 锥面管接头密封性能定量评价及影响规律研究[J]. 北京理工大学学报,2025,45(3):256-264. [14] 袁清云. 60度锥超高压水介质管接头密封结构分析[J]. 液压气动与密封,2022,42(5):94-97. [15] 钱进,陈果,寸文渊,等. 拧紧力矩作用下螺栓预紧力的高保真有限元仿真与实验验证[J]. 机械强度,2024,46(4):809-815. [16] YANG Z, LI J W, LONG H B, et al.Research on the influence of cone angle on the sealing performance of pipeline joint[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2024,2755(1):12006. [17] GONG R, LI X, XU Y, et al.Investigation of local hot spots in sealing rings with different sealing materials[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2022,236(3): 447-459. [18] 文征敏. 几个具有特殊性能的金属复合材料[J].金属功能材料, 2003, 10(3):46-48. [19] MAO J, GUANHUA N, YUHANG X, et al.Modeling and optimization of mechanical properties of drilling sealing materials based on response surface method[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 377:134452. [20] 姜凯,郭连水. 基于有限元技术的螺纹联接扭矩系数分析与计算方法[J]. 机械工程师,2010(5):62-64. [21] 陈志敏,王小敏. 法兰预紧力及拧紧力矩的计算方法探讨[J]. 石油化工设备技术,2023,44(2):1-6. [22] ZHANG H, YU F, WANG H B.High-fidelity modelling approach for investigating the tightening torque effect in thread connection[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2023,2489(1): 012009. [23] 曹增强,林水福. 螺栓拧紧力矩系数的影响因素研究[J]. 航空工艺技术,1994(4):19-20. [24] 刘宁,安鲁陵,许文豪,等.偏差对螺栓连接拧紧力矩-预紧力关系的影响[J].机械设计与研究, 2024, 40(4):249-255. [25] 贾晓娇,张晓斌,于建政,等. 大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究[J]. 航天标准化,2015(3):1-5. [26] 苏东伟,王学志. 船舶常用螺栓预紧力和拧紧力矩的确定[J]. 船海工程,2019,48(2):127-130. [27] 周浩淳,金成哲,张文瑞,等. 铣削20CrMnTi钢已加工表面粗糙度的试验研究[J]. 制造技术与机床,2024(1):80-84. |
[1] | 李忠仁, 杨洪帅, 王颖, 宋家兴, 马源辰, 张旺, 顾玉刚. 热等静压炉耐压试验升压时间的计算[J]. 真空, 2025, 62(3): 21-26. |
[2] | 任国华, 李征, 孙立志, 窦仁超, 孟冬辉, 张海峰, 赵月帅, 闫荣鑫. 热管检漏技术研究[J]. 真空, 2019, 56(4): 6-9. |
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