典型高壓密封

典型高壓密封②

高壓密封的分類a強(qiáng)制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實(shí)現(xiàn)密封。需要有大的主螺栓。

b自緊密封：利用其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使墊片、頂蓋和筒體端部之間的密封比壓隨工作壓力的升高而增大。預(yù)緊時(shí)，為建立初始密封所需要施加大螺栓力較小，故螺栓直徑小。

c半自緊密封：利用螺栓預(yù)緊載荷使密封元件產(chǎn)生變形并提供建立初始密封的比壓，當(dāng)壓力升高后，由于密封結(jié)構(gòu)的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。③高壓密封的結(jié)構(gòu)

a平墊密封(屬?gòu)?qiáng)制密封〕大的主螺栓，溫度低于200℃，壓力低于32MPa，容器內(nèi)徑小于800mmb卡扎里密封〔強(qiáng)制密封〕螺紋套筒，擰緊方便，但易銹蝕難以拆卸。

改進(jìn)的卡扎里密封依舊采用主螺栓，但不需擰得很緊，拆卸方便

C雙錐環(huán)密封

〔半自緊密封〕，有主螺栓，密封面上墊軟金屬材料，如退火鋁，退火紫銅，不銹鋼。內(nèi)壓升高平蓋上浮，雙錐環(huán)自身的彈性擴(kuò)張保持密封環(huán)壓緊力，又靠介質(zhì)壓力使雙錐環(huán)徑向擴(kuò)張，進(jìn)一步增強(qiáng)雙錐環(huán)密封面上的壓緊力。

壓力范圍大，溫度高，直徑大。c半自緊密封：利用螺栓預(yù)緊載荷使密封元件產(chǎn)生變形并提供建立初始密封的比壓，當(dāng)壓力升高后，由于密封結(jié)構(gòu)的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。d伍德密封

最早出現(xiàn)的自緊式密封結(jié)構(gòu)a強(qiáng)制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實(shí)現(xiàn)密封。容器內(nèi)徑小于800mmρ－雙錐環(huán)材料與封頭材料之間的摩擦角為了獲得最大的回彈力，在預(yù)緊時(shí)一般將雙錐環(huán)壓縮至徑向間隙2e被完全消除。趨勢(shì)，有摩擦力F，F(xiàn)與W0的合力G0為2典型高壓容器密封結(jié)構(gòu)的螺栓載荷計(jì)算a強(qiáng)制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實(shí)現(xiàn)密封。i介質(zhì)作用在封頭上引起的軸向載荷:在2e的徑向變形下，雙錐環(huán)的周向應(yīng)變?yōu)椋簽榱双@得最大的回彈力，在預(yù)緊時(shí)一般將雙錐環(huán)壓縮至徑向間隙2e被完全消除。操作時(shí)：頂蓋上浮，一方面密封環(huán)回彈張開(kāi)，另一方面內(nèi)壓作用在環(huán)的內(nèi)腔使環(huán)進(jìn)一步張開(kāi)，使線接觸，且壓力越高壓得越緊。h其它形式的高壓密封操作時(shí)的密封比壓是由內(nèi)壓作用于雙錐環(huán)內(nèi)圓柱外表的向外擴(kuò)張力和環(huán)的回彈力引起的。d伍德密封

最早出現(xiàn)的自緊式密封結(jié)構(gòu)

預(yù)緊靠牽制螺栓實(shí)現(xiàn)，操作隨著壓力增加，壓緊力增大，實(shí)現(xiàn)密封全自緊，無(wú)主螺栓，密封效果好，結(jié)構(gòu)笨重

eC形環(huán)密封

自緊密封

預(yù)緊時(shí)：C形環(huán)受到彈性軸向壓縮操作時(shí)：頂蓋上浮，一方面密封環(huán)回彈張開(kāi)，另一方面內(nèi)壓作用在環(huán)的內(nèi)腔使環(huán)進(jìn)一步張開(kāi)，使線接觸，且壓力越高壓得越緊。

應(yīng)用：小直徑容器，32MPa，350℃以下f“O〞形環(huán)密封空心金屬“O〞形環(huán)為無(wú)縫金屬圓管彎制而成g三角墊密封預(yù)緊時(shí)，三角墊受軸向壓縮與上下槽貼緊，實(shí)現(xiàn)初始密封操作時(shí)，介質(zhì)壓力使三角墊向外彎曲，兩斜面與V形槽貼緊，壓力越高，貼得越緊。h其它形式的高壓密封高壓管道的透鏡墊密封2典型高壓容器密封結(jié)構(gòu)的螺栓載荷計(jì)算

①

高壓平墊片密封

a預(yù)緊狀態(tài)：

要求墊片上有足夠的密封比壓q0，主螺栓的預(yù)緊載荷為式中：DG－密封面平均直徑；b－墊片寬度；q0－墊片材料的預(yù)緊密封比壓容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的即由V/2=Vp/2+VR/2引起全自緊，無(wú)主螺栓，密封效果好，結(jié)構(gòu)笨重取W1和W2之中的大者作為螺栓的設(shè)計(jì)載荷f“O〞形環(huán)密封取半個(gè)圓環(huán)為研究對(duì)象

回彈力VR與周向應(yīng)力的關(guān)系iii徑向回彈自緊力引起的軸向力h其它形式的高壓密封取W1和W2中的較大者作為螺栓的設(shè)計(jì)載荷。容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的在2e的徑向變形下，雙錐環(huán)的周向應(yīng)變?yōu)椋弘p錐環(huán)一個(gè)錐面受到徑向推力為q－墊片材料的工作密封比壓故計(jì)算預(yù)緊螺栓力按W1即可h其它形式的高壓密封b操作狀態(tài)主螺栓所受載荷為內(nèi)壓引起的軸向載荷和為保證操作條件下密封面上的密封比壓所需要的軸向載荷之和，即q－墊片材料的工作密封比壓取W1和W2之中的大者作為螺栓的設(shè)計(jì)載荷②雙錐環(huán)密封

q0－墊片材料的預(yù)緊密封比壓iii徑向回彈自緊力引起的軸向力介質(zhì)壓力作用在雙錐環(huán)內(nèi)外表的載荷為容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的操作時(shí)主螺栓的總載荷為即由V/2=Vp/2+VR/2引起2典型高壓容器密封結(jié)構(gòu)的螺栓載荷計(jì)算eC形環(huán)密封

自緊密封內(nèi)壓升高平蓋上浮，雙錐環(huán)自身的彈性擴(kuò)張保持密封環(huán)壓緊力，又靠介質(zhì)壓力使雙錐環(huán)徑向擴(kuò)張，進(jìn)一步增強(qiáng)雙錐環(huán)密封面上的壓緊力。取半個(gè)圓環(huán)為研究對(duì)象

回彈力VR與周向應(yīng)力的關(guān)系c半自緊密封：利用螺栓預(yù)緊載荷使密封元件產(chǎn)生變形并提供建立初始密封的比壓，當(dāng)壓力升高后，由于密封結(jié)構(gòu)的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。應(yīng)用：小直徑容器，32MPa，350℃以下a預(yù)緊狀態(tài)：為了獲得最大的回彈力，在預(yù)緊時(shí)一般將雙錐環(huán)壓縮至徑向間隙2e被完全消除。取半個(gè)圓環(huán)為研究對(duì)象

回彈力VR與周向應(yīng)力的關(guān)系a預(yù)緊狀態(tài)：為保證密封，預(yù)緊時(shí)在錐面上必須施加的壓緊力式中：

W0α容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的趨勢(shì)，有摩擦力F，F(xiàn)與W0的合力G0為ρ－雙錐環(huán)材料與封頭材料之間的摩擦角

W0的軸向分力即為主螺栓在預(yù)緊時(shí)所受的載荷W1為了獲得最大的回彈力，在預(yù)緊時(shí)一般將雙錐環(huán)壓縮至徑向間隙2e被完全消除。在2e的徑向變形下，雙錐環(huán)的周向應(yīng)變?yōu)椋合鄳?yīng)的周向應(yīng)力

ER－雙錐環(huán)材料的彈性模量

取半個(gè)圓環(huán)為研究對(duì)象

回彈力VR與周向應(yīng)力的關(guān)系式中：FR－雙錐環(huán)截面積

q－墊片材料的工作密封比壓q－墊片材料的工作密封比壓a強(qiáng)制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實(shí)現(xiàn)密封。為了獲得最大的回彈力，在預(yù)緊時(shí)一般將雙錐環(huán)壓縮至徑向間隙2e被完全消除。操作時(shí)，介質(zhì)壓力使三角墊向外彎曲，兩斜面與V形槽貼緊，壓力越高，貼得越緊。eC形環(huán)密封

自緊密封eC形環(huán)密封

自緊密封2典型高壓容器密封結(jié)構(gòu)的螺栓載荷計(jì)算即由V/2=Vp/2+VR/2引起容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的b自緊密封：利用其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使墊片、頂蓋和筒體端部之間的密封比壓隨工作壓力的升高而增大。故計(jì)算預(yù)緊螺栓力按W1即可eC形環(huán)密封

自緊密封f“O〞形環(huán)密封容器封頭有下移的趨勢(shì)，相對(duì)封頭雙錐環(huán)有上升的回彈力作用在上下兩個(gè)錐面，每個(gè)錐面承擔(dān)的回彈力為故計(jì)算預(yù)緊螺栓力按W1即可

一般情況下此時(shí)相應(yīng)地需要螺栓施加的軸向載荷為：

b操作狀態(tài)

ii內(nèi)壓對(duì)雙錐環(huán)的徑向自緊力產(chǎn)生的軸向力介質(zhì)壓力作用在雙錐環(huán)內(nèi)外表的載荷為式中b－雙錐環(huán)的有效高度，i介質(zhì)作用在封頭上引起的軸向載荷:pQ2雙錐環(huán)一個(gè)錐面受到徑向推力為合力再分解即為Q2錐面上的法向力G摩擦力Fiii徑向回彈自緊力引起的軸向力為平安起見(jiàn)，認(rèn)為在操作狀態(tài)下雙錐環(huán)內(nèi)圓柱外表仍然和封頭接觸，即間隙為零。作用在一個(gè)錐面上的回彈力為

將回彈狀態(tài)下錐面上的法向力和摩擦力的合力再分