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密封技术范文

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来源：火烈鸟

作者：开心麻花

2025-09-19

密封技术范文（精选11篇）

密封技术第1篇

常规更换光杆密封圈的现状

1井口类型与现场操作环境的差异

(1) 抽油机生产现场多数无操作台, 操作人员只能站在生产闸门或生产管线上, 且离地垂高在60~180cm之间。

(2) 耐压级别在5~25MPa之间。

(3) 环境、工作温度在-40~95℃之间等。

2现场更换盘根的现状

(1) 主要工具:600mm管钳、250mm扳手、300mm螺丝刀、盘根切刀或300mm锯条各一把, 铁丝一段, 适用胶皮盘根5~6个、黄油等。

(2) 主要操作步骤: (1) 顺时针把所用盘根切成一道30°~40°切口; (2) 把驴头停在接近下死点30~40cm处, 刹车、断电; (3) 关闭胶皮闸门并调整使光杆处在中心位置; (4) 卸掉密封盒上压盖并取出法兰 (盘根压帽) , 用铁丝两头弯成挂钩, 吊在悬绳器上 (图1) ; (5) 取出旧盘根; (6) 用螺丝刀下压加入涂上少许黄油的新盘根, 且切口之间错开120°~180°; (7) 上好压盖, 开胶皮闸门, 送电开井并做好检查、记录数据等。

(3) 现场其他事项: (1) 多数情况一人操作、一人监护; (2) 遇到出砂井, 驴头必须停在上死点时, 由于无法用铁丝悬挂盘根压帽和压盖而影响操作, 必须另加一人托住盘根压帽和压盖; (3) 当胶皮闸门密封失效时, 需倒流程泄压。

3常规更换盘根操作的缺点

(1) 在上述操作 (2) 、 (4) 项步骤中, 对于易出沙井, 为了防止沙卡, 活塞与泵筒摩擦力增大而造成泵筒擦伤和光杆下行不同步, 必须将驴头停于上死点时, 盘根盒的压帽无法悬挂于悬绳器上, 给更换盘根带来困难;再者是, “把驴头停在接近下死点30~40cm处”的限制, 致使停机次数至少在一次以上的停机操作, 因而会使设备磨损的同时延长操作时间。综合这两个方面, 在更换盘根时, 由于停机不能停到合适位置, 而被动地增加一名操作人员, 采用手托压盖、压帽。由于操作不便和手力疲劳, 会造成盘根盒压帽脱落砸伤手、悬绳器过低容易碰头 (当停机在下死点时) 等事故。不仅浪费了人力和时间, 给安全操作带来了隐患。

(2) 在上述操作 (6) 项目步骤中, 在向盘根盒内加入新盘根时, 由于光杆和盘根盒内壁的环形空间有限, 涂上黄油的盘根在压入底部过程中, 一点点逐步压入。由于用的是平口起子, 操作存在以下问题: (1) 由于起子口较为锋利, 易对胶皮盘根造成损伤; (2) 由于下压力不均造成起子滑动, 导致人身重心倾斜, 造成人身歪倒或失去平衡跌落;因此操作起来有安全风险和加入进程较缓慢。

更换光杆密封圈套件的研制与应用

针对上述更换盘根操作步骤中, 受油井生产现场条件和工具的影响, 存在的问题, 采油一线技工集思广益, 从解决现状存在的问题为突破口, 以安全、规范操作的角度, 发明了结构简单、经济耐用的“盘根盒压帽防掉卡”、“盘根快推器”盘根快速更换套装工具, 并在生产现场取得成功试验、应用。

1“盘根盒压帽防掉卡”的结构 (图2)

(1) 把直径为32mm、长度为100mm的钢管分成两半; (2) 任一接口处焊上合页结构; (3) 另一接口处焊上带有蝶形螺帽的活动螺丝; (4) 在两个钢管内弧面各粘上一块宽30mm、高80mm、厚度在5mm左右的胶皮。

2“盘根快推器”的结构 (图3)

(1) 用长22cm、φ48mm钢管纵向割除1/3, 以顺利通过光杆为准, 并在横截面形成一个“C”型, 把“C”型下端打磨平整, 已达到和胶皮盘根上平面充分接触为准; (2) 在上部两旁各焊接一个10cm长的手柄。

3更换盘根套件的应用

(1) 把抽油机悬绳器停在盘根密封盒40cm以上任一位置; (2) 关闭胶皮闸门并调整使光杆处在中心位置; (3) 卸掉密封盒上压盖并取出法兰 (盘根压帽) 并用一只手拖住, 另一只手把“盘根盒压帽防掉卡”打在不影响操作、不碰头的位置, 顺势拧上螺丝, 以阻止压盖与压帽下滑 (图4) ; (4) 取出旧盘根; (5) 手握“盘根快推器”手柄, 开口朝外, 跨入光杆和密封盒壁环形空间, 左右换位下推加入涂上少许黄油的胶皮盘根 (图5) 和盘根材料取代物 (下面另有介绍) ; (6) 摘掉“盘根盒压帽防掉卡”; (7) 上好压盖, 开胶皮闸门, 送电开井并做好检查、记录数据等。

密封材料的改进

光杆密封圈, 是密封光杆运动时密封盒与油井联通的动密封件, 密封件磨损后油井内的压力就会携带井中的油气从密封盒处溢出, 污染井口或井场。而影响密封盒密封的因素, 除井口对中、密封盒耐压等级、生产压力、输油管线长度、油质、油温和环境温度外, 而盘根材质的适用、耐磨性能起到重要作用。

常规下多用胶皮盘根和牛油盘根, 但当遇到高矿化度或稠油以及上述超常影响因素时, 常规盘根的密封性能变得甚微, 频繁的更换盘根, 极大地影响了岗位劳动强度和油井工作时效, 严重的油井盘根更换时间段小于30h, 远低于平均约500h更换周期。

1盘根密封材料的选材

针对常用胶皮盘根的不足, 中原油田采油五厂新疆项目部、塔河油田一线技工, 通过长期以来的共同摸索与尝试, 总结经验、就地取材, 以常用Φ28mm光杆为例, 把更换下来的“V”型旧传动带做为部分盘根取代物, 和胶皮盘根复合适用, 取得了很好临场效果。

2盘根取代物 (旧皮带) 的用法

旧皮带的取材有2种方式: ( (1) 把皮带绳直接按宽度为3~4mm从皮带上撕下来, 长度在10~15m之间, 并拟称之为“软料”, 使用时, 先预留出15cm的绳头, 以斜向交错缠绕在光杆之上, 厚度与胶皮盘根相当, 高度与2~3个胶皮盘根厚度相当, 形状如直立的鸡蛋, 收成死结即可; (2) 把一根旧皮带以30°~40°切口截成30~35cm小段, 并拟称为“硬料”。

使用时顺时针卷压入密封盒环形空间。旧皮带的加入方法有3种: (1) 对于油液组分“硬水” (氯化钙型) 、碱性水 (碳酸氢钠型) 含量偏高的井, 可采用密封盒底部垫上两个胶皮盘根“+”“软料盘根”“+”上压2~3个胶皮盘根的组合; (2) 对于黏度大于50mPas、20℃环境密度大于0.920时的井, 可采用可采用密封盒底部垫上两个胶皮盘根“+”“硬料盘根”“+”1~2个胶皮盘根的组合; (3) 针对多种疑难性的油井, 可采用底部垫上一个胶皮盘根“+”“硬料盘根”“+”“软料盘根”“+”1个胶皮盘根的复合组合, 定能大幅度改善密封性能的效果。胶皮盘根与旧皮带的使用比较, 如表1所示。

现场综合应用效果评价与取得的效益

1应用效果评价

(1) “盘根压帽防掉卡”、“盘根快推器”盘根快速更换套装工具, 从2009年上半年的研制、改进, 后经中原油田LC7、塔河油田TK122H、TK110H等20余口井的应用实践, 该项的正式单人操作时间在20min (行业标准) 的基础上, 减少4~5min。“盘根压帽防掉卡”的使用, 解决了密封盒压盖、压帽“挂不上”、“掉下来”的限制与不安全因素;“盘根快推器”的使用主要是加大胶皮盘根下压过程中, 施力点的接触面积, 能够快速顺利把盘根交错压入底部。

(2) 盘根取代物 (旧皮带) 的应用, 对于原来密封性差的井, 盘根更换周期从180h, 平均延长到300h不等, 有效降低了盘根更换的次数。

2取得的效益

(1) 缩短了更换盘根操作时间。以前更换盘根由于盘根盒压帽悬挂与悬绳器或者一人用手推起, 即浪费人力和时间又不安全, 操作时间在18min左右, 而使用了“盘根快速更换套装工具”就可以在13~15min之内完成, 平均每口井可节约盘根加入实践3~5min。

(2) 减少了停机时间, 更换盘根的周期得到了延长, 抽油机生产时间相对增多, 产量相对增加。

(3) 操作变得安全可靠。

(4) 使盘根一次性整体下压到盘根盒底部, 避免了因盘根过紧下压不到盘根盒底部位置, 必须将盘根压帽上紧, 再松开加盘根的问题。

(5) 以旧皮带取代了胶皮盘根, 以每次节约3~4个为例, 每次节约40元, 每口井按每年加12次盘根计算, 年节约材料费用不低于500元, 降低了生产材料成本。

结论

(1) 更换盘根套件工具结构简单、小巧、经济耐用, 批量生产成本30元左右。

(2) 更换盘根套件工具和盘根取代物 (旧皮带) 的综合应用, 操作简便、安全高效。

(3) 改变了以往常规更换盘根操作步骤的变革, 能更好的为操作与油井生产服务。

(4) 节约了人力资源、降低了劳动强度。

阀门密封技术的研究现状和展望第2篇

关键词：阀门；密封技术；泄漏；材料

中图分类号：TB114 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0029-02

1 概述

阀门是一种应用十分广泛的机械零件，在现代生产和生活中的作用越来越显著，无论是高端的科技领域还是日常的普通生活都离不开它。正是因为阀门应用的广泛性，使得阀门的种类非常多，结构也不尽相同，这样也给阀门的维护保养带来一定的问题。阀门的种类虽然繁多，但是基本的作用却是一致的，那就是连通或者截断介质流。因此，阀门的密封问题就显得十分突出。

要保证阀门能够良好的截断介质流，不发生泄漏，就要保证阀门的密封完好。而造成阀门泄漏的原因很多，包括结构设计上的不合理、密封接触面有缺陷、紧固零件发生松动、阀体与阀盖间的配合不紧密等等，所有这些问题都可能导致阀门密封不好，从而产生泄漏问题。所以，阀门密封技术是关系到阀门性能和质量的一项重要技术，需要进行系统深入的研究。

2 阀门的分类和结构

阀门的种类繁多，划分起来不是那么容易，既可以按照原理划分，也可以按照作用来划分，还可以按照结构来划分，甚至可以结合起来进行划分，不管哪种划分方法，都改变不了阀门的用途。目前国际上常用的分类方法是将阀门划分为这些种类，即闸阀、球阀、碟阀、截止阀、安全阀、减压阀、节流阀、旋塞阀、调节阀等。在这些阀门中，闸阀、球阀、碟阀、截止阀就属于截断阀的种类，主要用于连通或者截断介质流；而减压阀、节流阀、调节阀就属于调节阀的种类，主要用于调节介质流的流量、温度和压力等；而安全阀主要用于超压的安全保护。

除了上述这些分类之外，还可以按照工作压力进行分类，此时可以分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀和超高压阀等；如果按照介质的工作温度进行分类，则可以划分为高温阀、中温阀、常温阀、低温阀和超低温阀；另外，如果按照阀体的材料进行分类的话，则可以划分为金属材料阀门、非金属材料阀门、金属阀体衬里阀门。

阀门的种类虽然繁多，但是基本结构却差不多，大致上都可以由阀体、阀芯和阀座组成。这里以最常用的调节阀为例，分析阀门的结构组成。在调节阀的基本阀体结构中，可以有直通式、角型结构和Z型结构三种类型；而在基本阀芯结构中，则有抛物面结构、笼式结构和V型坡口三种类型；在基本阀座结构中，则有堆焊式阀座、旋入式阀座、焊接式阀座和嵌入式阀座四种类型。这些不同的基本结构组合在一起就构成了种类繁多的阀门结构。阀门的基本结构，见表1。

3 阀门密封技术的研究现状

阀门的种类虽然繁多，但是密封问题都是必不可少的，而且非常重要。阀门从产生到现在，其密封技术也经历了很大的发展。到目前为止，阀门密封技术主要体现在两大方面，即静密封和动密封。所谓静密封，通常是指两个静止面之间的密封，静密封的密封方法主要是使用垫圈。所谓动密封，主要是指阀杆的密封，即不让阀内的介质随阀杆运动而发生泄漏，动密封的密封方法主要是使用填料函。下面对这两种阀门密封技术分别加以详细分析。

3.1 静密封

静密封是指在两个静止的截面之间形成密封，其密封方法主要是使用垫圈。垫圈的种类很多，经常使用的垫圈包括平垫圈、O形圈、包垫圈、异形垫圈、波形垫圈和缠绕垫圈等几大类，每种类型下面又可以根据使用材料的不同而进一步进行划分。

①平垫圈。平垫圈就是平整的贴于两个静止截面之间的垫圈，一般根据使用的材料可以划分为塑料平垫圈、橡胶平垫圈、金属平垫圈和复合材料平垫圈，每种材料的平垫圈都有其适用的范围。

②O形圈。O型圈是指断面形状呈O型的垫圈，由于其断面形状是O型，有一定的自紧作用，所以密封效果比平垫圈好。

③包垫圈。包垫圈是指将某种材料包裹在另一种材料上的垫圈，这样的垫圈一般具有良好的弹性，可以增强密封效果。

④异型垫圈。异型垫圈是指那些形状不规则的垫圈，包括椭圆形垫圈、菱形垫圈、齿轮型垫圈、燕尾型垫圈等，这些垫圈一般有自紧作用，大多在高中压阀门中使用。

⑤波形垫圈。波形垫圈是只具有波浪形状的垫圈，这类垫圈通常是将金属材料和非金属材料组合起来构成，一般具有压紧力小，密封效果好的特点。

⑥缠绕垫圈。缠绕垫圈是指把很薄的金属带和非金属带紧贴在一起、缠绕形成的垫圈，这类垫圈具有良好的弹性和密封性。

垫圈的制作材料主要包括三大类，即金属材料、非金属材料和复合材料。一般来说，金属材料的强度高，耐温性能强，常用的金属材料有铜、铝、钢等。非金属材料的种类很多，包括塑料制品、橡胶制品、石棉制品、麻制品等，这些非金属材料的使用广泛，根据具体的需要来选用。复合材料的种类也很多，包括层合板、复合板等，也是根据具体需要选用，一般在波形垫圈和缠绕垫圈等上面使用的比较多。

3.2 动密封

动密封是指不让阀内的介质流随阀杆运动而泄漏的密封，这是一个相对运动过程中的密封问题，其密封方法主要是采用填料函。填料函的基本形式有两种，即压盖式和压紧螺母式。压盖式是目前使用得最多的形式，一般从压盖的形式而言，可以分为组合式和整体式两种，每种形式虽有区别，但是基本上都包含有压紧用的螺栓。压紧螺母式一般用于较小的阀门，由于这种形式的尺寸较小，所以压紧力是受到限制的。

在填料函内，由于填料是直接与阀杆接触的，所有要求填料的密封性好、摩擦系数小、能够适应介质的压力和温度、并且耐腐蚀。目前比较常用的填料包括橡胶O型圈、聚四氟乙烯编织盘根、石棉盘根和塑料成型填料等，每种填料都有其适应的条件和范围，根据具体的需要来选取。

4 阀门密封技术的展望

随着科技的不断发展，对阀门的要求也越来越高，因此阀门密封技术也在不断发展，新的密封材料和技术也在不断出现。主要体现在以下几个方面：

①生料密封。何谓生料？就是高分子有机化合物在烧结成制品之前的材料。生料具有质地柔软的特性，可以产生单分子膜效应。生料在使用时可以自由成形，并且只要一有压力，就会形成一个均匀的环形膜，这个环形膜起到了密封作用。生料使用起来十分方便，可以做成一定的形状，更换容易，密封效果良好。

②液体密封。液体密封是指利用液态密封胶来实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于静密封。在液体密封中，主要利用了液态密封胶的单分子膜效应，使其在适当压力下像垫圈一样地起作用。

③波纹管密封。波纹管密封是指利用波纹管实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于动密封。在波纹管密封中，波纹管的两端通常与别的零件固定在一起，因此当阀杆运动时，波纹管会产生伸缩，只要波纹管自身保持完好，介质就不会发生泄漏，从而就可以实现阀门的密封。这种阀门密封技术主要应用于化学工业和原子能工业上面，针对无法使用填料密封的场合。

5 结语

随着经济社会的进一步发展，阀门的应用要求也会越来越高，阀门密封技术也会突飞猛进，更多的新材料和新技术也会运用进来，关于这方面的研究也会越来越深入。

参考文献：

[1] 陈泉，郑中甫，李志翔.阀杆密封泄漏原因及解决方法[J].阀门，2006，（5）.

[2] 韩斐，宋笔锋，喻天翔，等.阀门可靠性技术研究现状和展望[J].机床与液压，2008，（9）.

静密封新技术及应用第3篇

过去, 企业主要把看得见的“跑、冒、滴、漏”作为密封管理的主要内容。随着环境保护要求的提高, 以人为本理念的提升, 行业高危性的增加以及科学技术的发展, 企业对装置的密封性、工作可靠性和寿命要求愈来愈严格, 对肉眼不能发觉的很小的泄漏 (即“易挥发物的逸出” Fugitive Emission) 也提出了定量要求, 并采取某些泄漏方法进行检测。

静密封在密封管理占有主要的地位。在石油化工装置中, 静密封的应用十分广泛。据统计, 一个年产30万t乙烯的五套主要装置、六套配套装置和七个辅助车间的静密封点多达123万多个。目前, 对静密封的要求仍然是减少泄漏, 提高可靠性, 延长使用周期, 减少停车损失。

据统计, 静密封故障处理中, 调整和更换垫片占49.2 %, 调整紧固螺栓占40.3 %, 更换法兰和螺栓的占10.5 %。所以, 静密封中垫密封研究的重点还是密封设计、垫片及预紧。

1 密封设计

自1974年以来, 静密封研究的主要成果来自垫片性能的深入研究, 特别是垫片高温性能的研究, 无论在理论上还是实践上都认识到, 高温或热循环、及腐蚀环境的作用, 垫片、螺栓及法兰发生蠕变和松弛、蜕变等对密封性能的影响要显著得多。从1982年启动的垫片高温性能研究来看:希望建立温度-应力-时间的数学模型, 探索在高温下螺栓连接的密封机理、确定引起高温泄漏的诸多因素及它们之间的关系、提出一种能减少法兰高温泄漏的设计方法。其中, 国际上最新的、较为典型的密封设计方法有两种。

一是以弹性分析为基础的方法 (强度设计准则) , 如Waters 法。被中国、美国、英国、日本等国的压力容器设计规范所采纳。该法是选定垫片类型后, 通过推荐的垫片特性参数最小预紧密封比压y和垫片系数m, 求出在预紧状态和工作状态下、常温和操作温度下所需要的螺栓, 同时, 在预紧和操作两种状态下作用于法兰时, 法兰不产生屈服和蠕变, 由法兰中的弹性应力保证法兰强度和连接接头的密封要求。但该方法的垫片设计系数中许多数据都是经验数据, 新产品或新材料的设计数据要通过实验确定。

二是欧盟标准协会制定的法兰计算标准 (验证强度和密封两个准则) 。标准规定了圆型螺栓-垫片-法兰接头的计算方法, 计算中考虑整个法兰-螺栓-垫片系统的特性, 计算参数包括介质、法兰、螺栓和垫片等静态和动态的影响因子。密封性能的计算基于载荷-变形关系的弹性分析, 强度计算基于极限 (塑性) 分析, 其目的是保证结构完整性和控制接头泄漏。该设计方法一是更加符合实际, 二是影响因子太多, 计算复杂, 其中, 最大的问题依然是垫片系数的确定。

2 垫片选择

垫片借助预紧载荷使其产生弹性塑性变形, 填充密封面之间的几何间隙, 切断或阻止流体泄漏。垫片的设计方式、性能选择、材料选择、结构选择等对实现密封的效果影响很大。

2.1 垫片性能

垫片的比压力y和垫片系数m是反映垫片性能的两个重要参数, 其数值与垫片的种类和材质有关。对于密封装置而言, 静密封结构是一个非线性静不定系统, 螺栓预紧力不可能全部转化为垫片应力, 在操作阶段垫片应力更是变化的。

预紧后, 垫片相应产生一定的预紧变形量。当密封结构内部介质压力上升, 密封面出现卸载, 直到进入工作状态, 内压力迫使密封面有一定的分离。此时垫片上的压缩应力随之降低, 垫片的压缩变形量相应地减小, 实际上相当于垫片增厚了, 从而补偿了密封面的分离, 并且保持在密封面上有足够的残余压紧应力, 就能保证工作状态下维持密封。垫片压紧后卸载时的回弹量愈大, 同时残余的压紧应力也愈大, 则垫片在工作状态下的密封性能愈好。

垫片在温度较高的工作条件下, 要考虑垫片的强度问题和温度作用下的承受能力, 如高温下强度下降、回弹率降低、有机材料填充剂的软化及分解等。对于高温非石棉垫片可采用模拟燃烧筛选实验 (FIRS) 、高温时效拉伸/筛选实验 (ATRS和HATR) 、热态密封实验 (HOTT, EHOT和AHOT) 、时效松弛泄漏实验 (ARLA) 、模拟燃烧密封性实验 (FITT) 来筛选和评定垫片材料的长期力学性能与密封性能。

2.2 垫片材料

垫片材料应有良好的机械性能和回弹量性, 满足压力、温度等工况条件, 耐工作介质的腐蚀, 不腐蚀密封表面, 且不污染密封介质, 如工业发达国家因石棉橡胶垫片有至癌物已不允许使用。另外, 垫片在压缩状态下长期运行, 一般情况下会同时产生蠕变和松弛, 使用时要充分考虑垫片蠕变松弛行为的影响, 如石棉橡胶垫片 (我国至今尚未禁用) 200℃的松弛是常温的3～5倍。在常温使用时就会发生明显的蠕变松弛的材料, 长期使用时将发生泄漏失效。

2.3 垫片类型

垫片选用的影响因素很多, 主要依据温度、压力及其波动频率等, 选择金属垫片、非金属垫片、半金属垫片或自紧式垫片。依据压力选择垫片的厚度, 如中低压情况下选用薄垫片、压力较高时选用厚垫片。对于金属垫片, 为了不产生过大的螺栓应力, 尽量选取小宽度垫片, 但不应小于5mm。真空、低温工况下垫片的选择还应注意其适应性。在一般情况下, 非金属垫片、半金属垫片不允许重复使用。

3 密封预紧

为满足垫片比压力[y]的要求, 静密封必须有足够的预紧力。影响预紧的因素很多, 除垫片性能外, 密封构件本身的因素及装配是否科学合理是实现可靠密封的重要因素。

3.1 密封构件

垫密封的密封预紧力是由螺栓提供的。工艺条件不同, 螺栓选用不同, 一般情况选用商品级螺栓螺母即可, 重要场合选用高强度专用级螺栓螺母, 特殊场合如高温、高压或剧烈循环场合应选用高强度全螺纹螺柱, 如35Cr MoA、25Cr MoVA、0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2等材料制造的螺柱。

密封法兰的强度及刚性在静密封中显得非常重要, 法兰的刚度不足所引起的任何变形都将直接影响垫片的压紧应力, 从而引起泄漏。影响法兰刚度的因素主要有法兰材料的弹性模量、结构形式及截面尺寸。要根据密封要求选择能防止偏转和波浪形的翘曲的法兰, 尽量不使用活套法兰, 以减少维护工作量。

3.2 密封装配

静密封结构是一对法兰、螺栓、垫片等零件组成的非线性静不定系统, 要使密封达到长期可靠, 装配时应保障法兰的螺栓预紧力均匀一致、比压力满足工艺要求。

首先要选择合适的拧紧工具和控制方法控制螺栓预紧力分散性。装配时拧紧工具和控制方法的选择非常重要, 近年来, 新的拧紧工具、程序及控制方法不断出现 (见表1) 。其中, 利用应变仪螺母控制法、超声波控制螺栓伸长等装置与方法, 螺栓预紧力的分散性最小可控制在±1%以内。

其次要严格执行规定进行螺栓的热 (冷) 紧。由于密封装置是在常温下安装的, 运行时温度的变化将影响螺栓的预紧力, 所以, 高温或低温工作的密封件应在试运行时, 按规定进行热 (冷) 紧固 (见表2) 。

应注意的是, 热紧螺栓时根据设计压力确定确定最大介质内压, 冷紧时应在卸压后进行, 热 (冷) 紧固均应在保持工作温度2 h后进行。别外要特别注意的是, 在高温或低温工艺条件下间断生产的装置, 每一次开工生产都要按照规定进行热 (冷) 紧固, 以防泄漏。

4 结语

静密封失效是多方面因素造成的。提高垫片密封的可靠性, 首先是加强密封机理的研究, 探索密封泄漏诸多因素之间的因果关系, 选择科学的设计方法进行密封设计;其次是加快密封垫片新材料的研究, 以适应苛刻工况条件的需要;三是要积极采用密封预紧新方法、新工艺, 保障密封预紧力的均匀性, 提高密封的密封能力;四是要提高员工素质, 保证工艺操作的稳定性, 提高密封寿命。

摘要：静密封管理是化工生产设备管理的重要内容。提高垫片密封的可靠性, 要加强密封机理、密封垫片新材料的研究, 探索科学的密封设计方法, 积极采用密封预紧新方法、新工艺, 提高密封的密封能力。

航天器密封舱湿度控制技术综述第4篇

航天器密封舱湿度控制技术综述

主要介绍了国内外航天器湿度控制技术的发展现状和应用情况.其中包括吸湿材料、可再生除湿装置和调湿涂层等被动湿度控制技术与冷凝干燥器、主动湿度控制技术,最后总结得出了航天器湿度控制技术发展方向.

作者：范宇峰黄家荣范含林 FAN Yufeng HUANG Jiarong FAN Hanlin 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094刊名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING年，卷(期)：16(4)分类号：V44关键词：密封舱湿度控制冷凝干燥器吸湿材料

密封技术第5篇

关键词：建筑幕墙；密封胶设计；应用技术；问题探讨

建筑幕墙作为业主非常关注的部分，素有建筑衣服之称，也就是说，建筑幕墙是展现建筑形象的最佳部位。事实上，建筑幕墙属于建筑的外围护结构，是分割建筑外部与内部的重要设施，也是室内舒适度提升的关键。而外墙施工过程中，密封胶是必不可少的材料，起到的不仅是连接幕墙各个板块的桥梁作用，更是保证幕墙的气密性与水密性的关键。以下就几种幕墙的密封胶应用进行研究，就幕墙密封胶的设计特点与应用情况进行分析。

一、密封胶在多种类型的幕墙中的应用

1、单元式玻璃幕墙

单元式的玻璃幕墙主要是为了解决漏水的问题而设计的，一般来说都采用等压原理。当遇到下雨、需要清洗幕墙、或者幕墙范围内有需要水通过的通道、亦或者是存在能够让水运动的动力等情况时，幕墙的设计需要考虑到漏水的情况。通常来说，幕墙漏水的情况大部分是因为压力差造成的，因此幕墙室外的水分进入了室内，如果墙体有裂缝或者坡口，再加上室外的压力比室内大时，很容易产生漏水现象。通常，传统的防水方式无非就是减少施工时幕墙出现的裂缝和坡口，或者使用密封胶对裂缝或者坡口进行堵塞，阻止水流的进入。

2、框架式玻璃幕墙

框架式的玻璃幕墙一般使用的是硅酮类的结构胶来将建筑物外立面的玻璃连接到支撑结构上，这种硅酮类的结构胶不仅能够将玻璃牢牢地粘接到金属框架上，同时还有很好的密封玻璃幕墙的作用。该类型的结构胶能够将隐框玻璃幕墙所承受的巨大荷载传递到铝合金框架上，因此降低了玻璃的承受力。所以，选用良好的硅酮类结构胶、并进行合理的设计，控制好施工的质量才能有效保证玻璃幕墙的稳定性、可靠性和安全性。众所周知，密封胶的种类繁多，不仅有粘结性能好的，也有密封性能好的，相较于其他密封材料，其抗老化的能力更好因而被广泛的运用在建筑幕墙密封设计中。

3、在石材幕墙中的运用

石材幕墙是当前建筑物中常常用到的一种类型，石材幕墙的安装必须保证石材表面的颜色，防止在施工的过程中被污染，还要保证其防水密封性。通常，针对石材幕墙的密封设计使用到的密封设计有中性硅酮密封胶、空缝不加密封胶以及半缝密封等方式。首先，因石材幕墙的类型较为特殊，设计时不仅要考虑到幕墙外立面的缝隙全部密封，保证防水性，还要考虑到幕墙的保温性能。其次，对于排雨水的问题，应采取多种形式共同进行的措施，将雨水或者凝結水排出墙体外。通过设计两层或者三层的排水措施，更好的进行排水。最后，利用半缝密封的方式来处理幕墙能够很好的保持幕墙的外立面呈无密封胶状态，凸显出外立面的立体感。实际上，这种方式主要通过将密封胶隐藏在节点的内部，安装时保证密封胶的厚度在6mm范围内，且不能超过相关技术规范指出的宽度。

二、建筑幕墙密封胶设计应用存在的问题分析

1、幕墙安装时中空玻璃的粘结尺寸太小

就相关调查显示，建筑物中空玻璃幕墙外玻璃脱落导致坠落的情况有很多，究其原因大多都是因为中空玻璃在幕墙中的粘结尺寸过小引起的。因硅酮结构密封胶粘结的幕墙中空玻璃，其粘结尺寸是按照极限承载状态来设计的，粘结的宽度也是按照给定的条件来取值。当建筑幕墙在缺乏支撑状态的玻璃自重荷载下，来确定粘结的宽度，但当有风荷载作用时，宽度应适当取小。但实际上如果一开始就选择无风荷载作用的情况，粘结的节点承载能力在遇到风作用力时会导致承载力不足而产生玻璃坠落的情况。另外，温差等因素影响，因选择的结构胶变位能力考虑不周也可能产生玻璃坠落的情况。为保证结构胶的伸缩变形不会超过其强度的设计值应力，在安装幕墙中空玻璃结构胶粘结时必须适度。此外，如果在幕墙使用的过程中，因密封失效而进入了水蒸气，这些湿气很可能对粘结的界面进行腐蚀，最终引发玻璃坠落造成事故。还有的坠落是因为幕墙结构胶长期裸露在外，经过风水雨淋、阳光暴晒等也可能导致结构胶的性能发生改变，从而承载能力降低，最终造成事故。

2、隐框玻璃幕墙中空玻璃产品标准不合格

实际上，普通的门窗或者明框要进行中空玻璃的安装，需要有框架的支持，框架的作用就是作用于外立面玻璃，将其水平荷载转移传递到框架上。此时需要特别注意的是，幕墙上的中空玻璃基本只依赖结构胶的粘结来固定，其二道密封胶一定要保证密封性，当通过胶层向结构狂转移承载力时，如果没有足够重视结构胶必须的一些粘结面积，中空玻璃就会因承载力不足产生风险。如果没有进一步对结构胶的粘结宽度与变位能力进行验算，同样会导致中空玻璃承载力不足产生坠落的风险。

3、中空玻璃出现内渗油污染最终导致粘结失效

针对隐框玻璃幕墙中的中空玻璃安装来说，内渗油的现象非常严重，如果没有及时处理，这些油渍很可能影响粘接胶的性能，最终导致粘结失效。常见的渗油主要就是中空玻璃出现油渍，框架的密封节点处出现丁基胶溶解、溃烂形成黑色污渍；有的中空玻璃胶缝灰尘太多，导致油污不断沉积；因有的幕墙玻璃在接缝密封时使用了多个商家的产品，有的产品不合格，最终导致出油现象。除此之外，还可能是因使用了掺有白油的结构胶来粘结，或者玻璃接缝的密封胶质量低下，最终导致中空玻璃内表面的渗流扩散。伴随着这些现象出现的还可能表现在玻璃接缝衬垫的泡沫条突起，局部密封胶厚薄不均，甚至出现白油深处胶表面出现皱裂等现象。这些现象都是因中空玻璃选用的硅酮结构胶不符合规定造成的，因此，想要控制好幕墙中空玻璃的安装质量与使用寿命，选用合理、优秀、质量过关的结构胶是非常关键的。

本人2009年设计的宝钢（常熟）领导力发展中心幕墙工程中的全隐框玻璃幕墙，根据幕墙计算点标高、玻璃分格尺寸、幕墙类型、常熟地区年温温差，结合工地情况，硅硐结构密封胶选用尺寸为：玻璃与铝框间胶缝宽度取16mm，厚度为8mm；玻璃与玻璃间胶缝宽度取12mm，厚度为10mm。工程使用多年来，回访中发现幕墙密封胶情况良好，未有中空玻璃幕墙外玻璃脱落导致坠落、中空玻璃承载力不足产生坠落、中空玻璃内渗油污染导致粘结失效而坠落等情况出现。

结语

总的来说，建筑幕墙密封胶设计在建筑幕墙工程中占据着重要的地位，是保证幕墙基本功能和使用安全性的基本设施。选择符合规定、质量过关的密封胶，严格按照相关规定和设计标准来设定各类取值，严格各环节的安装施工，才能保障幕墙机构的安全性、提高其气密性与水密性。

参考文献：

[1]顾佳.山东省既有公共建筑玻璃幕墙节能改造技术研究[D].山东建筑大学，2012.

[2]麦飞龙.异形建筑幕墙工程的分析模型与应用研究[D].上海交通大学，2013.

[3]廖拓.建筑幕墙工程施工要点与检验方法的实证研究[D].华南理工大学，2013.

变速箱密封检测技术初探第6篇

良好的密封性是汽车变速箱基本的质量特性之一, 为此, 各公司采取了多种密封技术, 如采用新型密封垫、密封胶等, 另外一方面, 如何在产品出厂前检验变速箱密封性, 也是各公司重点考虑的问题之一。

2 常用密封检验方式

变速箱对密封性的主要要求是在使用过程中不能渗漏油, 考虑空气分子体积仅为油分子体积的1/3~1/7, 检验是可靠的, 且压缩空气容易获得, 因此, 通常用压缩空气作为检验变速箱密封性的介质。

目前常用的密封检验方式是在装配好的变速箱内部充满压缩空气, 通过检验压缩空气的泄漏量来判断变速箱的密封性。这一过程有两种方式: (1) 将变速箱放入加满水的水箱, 观察是否有气泡及气泡的大小, 以此来判断变速箱是否泄漏; (2) 根据变速箱内部压缩空气在一定时间内的泄漏量来作为判据。第一种方法的优点是直观, 缺点是由人来判断, 受主观因素干扰大, 同时, 浸水的变速箱容易产生生锈、气动元件受损等问题, 目前已逐渐淘汰。第二种方法即所谓的气密法, 气密法采用量化标准来进行检测, 标准唯一, 可操作性强, 且不损伤工件, 是目前主要的检测方法。

3 气密方法

早期的气密法采用压力表-秒表计时的方式来测量一定时间段内变速箱内部压缩空气压力的下降量。为保证检测精度, 常常需要200s甚至更长时间, 对于批量生产来说, 这种节拍是不可接受的。为此一种专门用来检验气压下降速度的检漏仪逐渐发展起来, 目前已在行业内广泛使用, 该仪器采用压力传感器来测量, 测量精度和速度都大大提高。

常用的气密检漏方式有以下几种:

(1) 直压测漏法:在检测过程的充气和稳压阶段, 压力传感器会监控空气压力的变化, 并记录最终稳压值。在测量阶段, 检漏仪会调用存储的最终稳压值, 与被测产品的压力特征曲线比较, 得出压力泄漏量。该检漏方式简单, 是最常用的检漏方式。

(2) 压差下降法:采用此方法的仪器内部配有参考压力腔和压差传感器, 在充气和稳压阶段压力参考腔与被测工件相通, 压力相等。开始测量时, 二者之间的通道被关闭, 此时压力参考腔是完全密闭的, 在测量精度范围内可认为不会产生泄漏, 如被测工件产生泄漏, 则工件内部压力下降, 此时压差传感器测量压力参考腔与被测工件间压力的差值, 该差值即为被测工件的泄漏量。

(3) 质量流量检测法:这种检测方法是用加热的电子元件测量经过该元件处的气流所造成的热量损失大小, 该气流是由于被测零件存在泄漏, 在压力稳定后压缩空气继续流向被测零件所引起的。

上述三种方式是目前常用的气密检漏方式, 实际使用中需根据不同的检测要求和工件选择气密检漏方式。

4 检漏系统的评价标准

检漏系统的基本作用是检测工件的密封性, 为此, 一个标准的检漏系统应包括:检漏仪、被测工件、连接检漏仪和被测工件的夹具等三个部分。对检漏系统的基本要求为检测可靠、速度快, 这两点基本要求和系统的三个部分均相关, 对于被测工件的要求是方便连接, 对于夹具的要求是泄漏率低, 方便使用。对于检漏仪的主要评价标准是测量精度, 测量精度主要指传感器精度, 是仪器本身的关键参数, 对于整个检漏系统而言, 重复性是最重要的评价标准。

重复性指标以系统的测量能力指数Cg来评定, 将全密封的标准件Cg值在设备上测量50次 (最少30次) , 记录每次的测量值X, 按如下公式计算取得Cg:

其中:T为被测产品的最大允许泄漏量, S为标准偏差:

Xi:第i次测量值;:测量结果的平均值;n:测量次数。

从以上计算公式可知, 以测量能力指数为评定指标的方法实质上是以标准偏差为基础的, 该指标是全球10家著名汽车厂商 (包括通用、大众、福特、宝马等) 于1999年拟定的《测量能力的技术标准》提出的, 其中规定测量能力指数Cg≥1.33可判断检测系统可用。

实际上, Cg是用于评定重复性的一项指标, 取决于过程中的随机误差, 对于系统本身误差并没有考虑, 为弥补这一不足, 提出CgK的概念:

其中K=|X-Xr|/ (0.1T) , 式中Xr是被测量值X的真值, 当CgK≥1可判断检测系统可用。

可以看出, CgK不但考虑了随机误差, 还计入了系统误差的影响, 体现了对检测设备不确定度的评定。可以这样理解, Cg表示重复性的概念, 而CgK表示了准确性的概念, 实际生产中, 我们更关注后者。

5 检漏系统技术指标的确定

上文讨论了检漏系统本身的一些参数, 当一个系统被评价为可用后, 随之而来的就是具体检测参数的确定, 对于检漏系统而言, 必须考虑以下参数: (1) 检测压力; (2) 泄漏率; (3) 各检测阶段时间的设定。

5.1 检测压力

检测压力的确定主要考虑两方面因素:工作压力和检测目的, 通常情况下, 如果工作压力小于安全压力 (比如500kPa, 具体视检测环境确定) , 则选择工作压力;如工作压力超出安全压力, 则在例行检验中可适当调低检测压力。如是型式检验, 则不论是否超过安全压力, 检测压力均应大于工作压力 (国标中推荐为工作压力的1.5倍) ;对于一些在工作状态下为常压或工件带有与大气相通的通气塞时, 检测压力需考虑检出性, 通常选取为30~50kPa。

5.2 泄漏率

泄漏率的确定是整个检测系统最复杂也是最关键的工作, 一般用mL/min来表示, 该值越大, 表明泄漏量越大。有时设计工程师会认为, 工件应该无泄漏, 然而, 如同任何零件尺寸均有公差一样, 绝对没有泄漏的零部件是不存在的。相对来讲, 无泄漏是指无液体泄漏, 而不是无气体泄漏, 每个工件都有一定数量的空气泄漏点, 当要求零件无液体泄漏时, 测试系统需要据此定义一个空气泄漏率。

最大泄漏率是一个经验值, 在确定该值时可参考同类产品, 初步确定后再经过试验最终确定。具体来说, 由于液体粘性和表面张力不同, 不同的工作介质泄漏率是不同的, 下面的几组数据是经过大量实验和实践检验得出的:汽油泄漏率为1~5mL/min;自来水泄漏率为15mL/min;发动机冷却液泄漏率为30~50mL/min。

5.3 各阶段时间

对于气密检测仪来说, 通常包括三个阶段:充气、稳压、测量。

充气阶段:通过检漏仪向工件充压缩空气, 当充气压力一定时 (一般设为较检测压力高30%~50%) 。充气时间的长短决定了检测压力的大小, 该时间可通过实验来确定。

稳压阶段:稳压阶段的作用主要是使工件内部压力稳定、分布均匀。因为在充气阶段, 工件内部的压力是紊乱的, 需要一定时间来实现稳定, 该段时间的长短主要取决于工件内部结构、充气压力与检测压力差值的大小等。稳压时间越长, 工件内部压力分布越稳定, 最终检测结果就越接近真实值。

测量阶段:是气密仪检测工件内部压力下降值的阶段, 对于使用压力表-秒表的系统来说, 该阶段至少需要30s, 但对于使用压力传感器的气密仪来说, 4~10s即可保证检测精度。

6 结语

从测量仪器的选择到测量参数的设定, 没有哪一种方案可被称为最优, 需要根据实际需要来选择, 有些参数的选择可能不是一次或两次能完成的, 需要不断地试验改进。

摘要：介绍了气密检测法在汽车变速箱生产过程中的应用, 从检测系统的建立到参数的选择, 都进行了分析, 对于实际生产有一定的参考意义。

关键词：泄漏,密封,气密法,测量能力指数

参考文献

带压焊接密封技术应用分析第7篇

在生产运行中, 压力容器和压力管道一旦发生泄漏, 很难在动态条件下进行补焊。原因有二: 一是熔融的金属在没有得到冷却之前, 有可能被喷出的介质吹跑; 二是泄漏介质本身也可能威胁到施工人员的人身安全, 尤其是易燃易爆介质, 更难以在动态条件下进行补焊。

带压逆向焊接进行密封的技术原理: 利用焊接过程中焊缝和焊缝附近的受热金属均受到很大执应力作用的规律, 使泄漏裂纹在低温区金属的压应力作用下发生局部收缩。在收严的小范围内是无泄漏的, 补焊过程中只焊已收严的部分, 并且采取收严一段补焊一段, 补焊后又产生新的收严一段, 这样裂纹交替进行焊接, 直到全部焊合达倒无泄漏为止。

2 带压逆向焊接密封技术操作方法

在有大量泄漏介质喷出的情况下, 采用带压焊接密封技术进行补焊作业的难点在于, 焊接电弧的吹力远小于介质泄漏喷出的压力。补焊时, 电弧一接触到高压喷出的介质流, 熔化的金属熔滴及熔池内的液态金属就会被吹跑, 使电弧不能连续稳定地燃烧, 难以达到补焊的目的。如果熔池过大, 熔化母材过多, 还会使泄漏区域扩大, 因此, 带压逆向焊接密封技术一定要排除泄漏介质的干扰。

采用分段逆向施焊方法的目的, 就是为了使补焊的过程始终处于无泄漏的状态之中, 这样, 就能有效地避开裂纹中喷出的泄漏介质。因此, 在补焊收严的那一小段, 应当认真观察裂纹的收严情况, 确定下一步补焊长度。继续补焊时, 应严格控制焊接电弧和熔池的长度, 确定焊接电弧与熔池始终处于裂纹的收严范围之内。否则, 若补焊技术不够熟练, 或收严范围确定不准, 补焊过程应将焊接电弧和熔池控制在已收严的长度一半范围内为宜。

引弧对已收严的那一小段裂纹的补焊, 宜采用接触法引弧, 并且引弧点一定要落在已收严的那一小段裂纹上。补焊采用分段逆向焊接法补焊, 每一次补焊的长度都很短, 有的甚至接近于点焊, 因此, 运条动作要求简便。带压补焊时, 焊条沿裂纹做直线运动, 或稍有前后摆动, 动作要快, 电弧要短, 防止形成过多的液态金属, 阻碍电弧对被焊工件的直接作用, 造成未熔合。同时要注意控制熔深, 一般熔深控制在被焊件壁厚的40% 左右, 最大不超过50% , 工件较薄的, 熔深要浅, 以防烧穿, 或抵抗不住内在的压力。

1) 焊条角度。这项技术的焊条角度, 主要根据焊工的实践经验及泄漏介质的压力等级而定。当泄漏截介质压力小于0. 1MPa时, 焊条的运条角度应垂直于被补焊工件的表面。当介质压力在0. 1 ~ 0. 2 MPa时, 焊条的运条角度后倾70° ~ 80°左右垂直于母材表面。

无论采用何种运条角度, 都必须使焊条轴线对准裂纹, 严防烧偏。

2) 熄弧。每次补焊的熄弧点均应落在已冷确的焊缝金属上, 并且注意填满弧坑, 保证后焊缝熔池金属不低于前段焊缝高度。

3) 焊缝位置。补焊的位置基本上可归为四类: 平焊、横焊、立焊、仰焊。由于焊缝的位置不同, 补焊时所采用的方法也有所区别。

4) 平焊和横焊。操作者可根据实际情况, 选择既方便操作又能保证安全覆盖裂纹的任意一端开始补焊, 在条件充足的情况下, 也可以从裂纹的两端同时进行, 一端焊一小段, 转而焊另一端一段, 这样交替焊接, 既能保证焊缝冷却时间, 又能有效地缩短补焊时间。最后碰头时, 要注意焊缝质量, 熄弧时应填满弧坑, 采用两端同时补焊要从安全角度出发, 切忌忙乱而造成事故, 其操作方向与逆向分段焊接相同。

5) 立焊。应从上端开始, 逐段往下进行, 但每一小段应往上挑立焊, 仍采用分段逆向焊法。补焊过程中, 应当防止铁水下坠, 形成未熔合, 或落入裂纹中, 影响其收严效果。在这里应采用挡板的方式, 以避免上述两种意外事故的出现, 这是十分有效的。挡板可由另一人掌握, 压在裂纹收严末端交界处, 泄漏介质就被挡在焊接反面, 随着焊补进行, 挡板应逐渐下移。

6) 仰焊。此方法困难大些, 例如煤气管道泄漏, 煤气大量外喷, 施工中一般要求首先将泄漏煤气点燃, 以防意外, 如果裂纹较大, 应关闭截止阀。至于其他介质, 虽然不燃烧, 但压力大的情况下, 对操作者也是有危险的。仰面补焊可以从方便施工, 又能保证安全的情况下的一段开始, 操作时应注意躲避介质流向。同时, 焊条要躲避喷出介质对焊条的倾斜、烧偏, 适当缩短补焊长度, 每次应补已收严部位的1 /2 ~ 1 /3 为宜。

3 结语

压力容器和压力管道在使用过程中会发生开裂, 产生泄漏, 在生产过程不允许间断的情况下, 进行堵漏是必要的。带压密封焊接技术是指具有可焊性的金属设备或金属工艺管道, 一旦出现裂纹, 发生压力介质外泄时, 如何在不降低工艺介质、压力的条件下, 利用热能使熔化的金属, 将裂纹速成整体焊接接头, 使之重新达到密封目的的一种特殊技术手段。

参考文献

汽车排气系统球面密封圈技术第8篇

汽车排气系统常用的软连接有两种, 分别是波纹管和球面密封圈结构, 就性能而言, 波纹管的耐久、减震都明显优于球面密封圈 (见图1) , 但由于在价格上也远远高于后者, 所以综合各方面因素考虑, 球面密封圈仍然有它自身的市场存在价值, 本文主要介绍球面密封圈的结构、功能原理、使用过程中常见问题以及试验方法等。

1 球面密封圈的基本结构

球面密封圈的结构主要包括钢丝骨架、柔性石墨以及表面陶瓷层三部分 (见图2) 。

钢丝部分的作用类似于动物的骨架, 不但支撑起整个密封圈, 而且一定程度地决定了密封圈的尺寸。此外, 不同的钢丝宽度、目数和针数也决定了密封圈成型后的结构强度和弹性。包覆在钢丝骨架外圈的柔性石墨则决定了密封圈的基本造型, 并由石墨材料自身“柔性”的特点保证了装配时的密封效果和适配性。最后喷涂在柔性石墨球形面上的陶瓷涂层则提供了耐高温以及润滑的性能。

2 排气球面密封圈的功能与使用

作为一款重要的软连接结构, 球面密封圈的使用范围涵盖多家自主品牌与合资车型, 它之所以能获得这么广泛的使用, 关键是由于它不但具备优秀的减震和密封性能, 而且有着不错的耐高温、耐疲劳能力。

2.1 球面密封圈的工作原理

2.1.1 球面密封圈的减震性

想要一个密封圈合理、稳定的工作, 必须要有一套完整的密封圈系统。这里面一般包括球面法兰 (凹法兰) 、凸法兰、弹簧、密封圈等。

正常工作时, 密封圈弧面同法兰弧面在弹簧的压紧力下紧密贴合。当接收到发动机震动时, 两个弧面便同时旋绕转轴 (约平行于法兰安装孔的连线) , 向不同方向转动, 即可将被动端的排气管摆动量减小。

2.1.2 球面密封圈的气密性

除了减震性, 球面密封圈还有一个非常关键的性能———气密性。

在装车状态, 密封圈弧面跟法兰弧面之间不能有缝隙, 而应该是在线接触甚至是面接触的。但即便是设计为线接触, 在正常装配并加上预紧力后, 球面密封圈的两端, 甚至两边的法兰都会发生微变形, 从而使密封圈与法兰做到面接触状态下的紧密贴合, 达到排气系统所需要的密封效果。虽然球面密封垫圈结构的密封效果突出, 但毕竟是一个可活动的结构, 相对于一个完全密封的直管来说肯定有所差距, 故从设计上就允许其存在一定的漏气量。

2.2 球面密封圈的使用

排气系统在使用球面密封圈经常犯的一个错误就是布置的角度问题。与波纹管相比, 球面密封圈结构只有一个转动副, 在使用时必须将它的旋转轴布置成跟发动机扭矩轴平行, 这样才能使其减震性能最大化。反之, 旋转轴与发动机扭矩轴互相垂直, 球面密封圈结构将起不到任何减振作用, 几乎相当于一个硬连接。

在大部分的工程实践中, 由于工艺以及安装空间的原因, 密封圈结构的旋转轴很少能够做到最理想化, 往往会与发动机扭矩轴存在一定的角度, 但一般不会超过15°, 因为角度越大减震效果越不明显。

3 球面密封圈的常见问题分析

3.1 球面密封圈的失效形式

我们在国产汽车品牌中进行了调研, 发现每套排气系统都使用了球面密封圈结构, 而大多数存在密封圈异响问题。根据售后反馈, 密封圈95%以上的退货原因就是因为密封圈出现“叽叽”声异响。经实车验证发现, 该异响常出现于发动机抖动剧烈或油离配合不好时, 例如坡道起步、高速低档等工况, 有时甚至在驻车时挂一档用手推, 都可能出现异响。

3.2 异响原因分析

经分析, 该异响的出现应该是由以下几个原因:密封圈与凹法兰弧面不匹配、密封圈表面陶瓷涂层脱落等。

3.2.1 密封圈与凹法兰弧面不匹配

在设计密封圈与凹法兰弧面半径时通常有两种方案。一是双方圆弧半径一样, 密封圈与凹法兰在设计上是面接触;二是双方圆弧半径不一样, 在设计上是线接触。两种设计的目的都是为了提高减震以及密封性, 并避开法兰与密封圈出现异响。

观点1———密封圈与凹法兰半径应一样

理论上, 密封圈与凹法兰弧面完全一样应该是最理想状态, 双方紧密贴合, 接触面积大, 可以获得最理想的密封及减震效果。当密封圈的圆弧半径小于凹法兰半径时, 密封圈与法兰的设计配合将变成一条线接触, 虽然在弹簧以及预紧力的作用下会变成面接触, 但相对于理想的面接触来说, 接触面积仍相对较小。这也导致了摩擦部分的损坏会比较快, 接触部分由于摩擦会逐渐变成锥形, 随后失去减震效果, 整体使用寿命相对较短。

当密封圈的圆弧半径大于凹法兰半径时, 密封圈与法兰的设计配合会是两条线接触, 中间部分留有空隙, 在弹簧以及预紧力的作用下, 两个弧面有可能会接触到, 但主要受力部分还会是在两侧, 也正好避开了主圆弧面, 导致密封圈没有起到很好的减震作用, 且可能会引起异响。

观点2———密封圈与法兰圆弧半径应不一样

虽然理论上将配对的密封圈和球面法兰圆弧半径设计成一样效果是最好的, 但在工程实践中, 我们往往会将密封圈的圆弧半径设计得偏小, 从设计上就将他们的配合定义为线接触。这是因为密封圈和球面法兰的弧面尺寸都非常难以检测, 即使双方圆弧半径的设计值一样, 一个上差, 一个下差, 但如果将法兰的回弹量、密封圈的涂层均匀程度以及冲压模具的损耗等因素考虑进来, 我们就无法保证任何一对都不会出现密封圈的弧度大于法兰球面弧度的情况, 所以很多厂家并不愿意选用双方圆弧半径一样的配合。故第二种密封圈和法兰配合的方式, 密封圈的弧面尺寸小于球面法兰的, 并通过移动圆心位置, 是两个弧面的接触点位于弧面中间。虽然这种配合最后由于摩擦过度而变形失效, 使用寿命不长, 但这种配合保证了在正常工作状态时, 密封圈工作性能完好。

3.2.2 密封圈陶瓷涂层脱落

球面密封圈最常布置在排气系统前后级催化器之间, 这部分工作温度非常高, 往往能达到700℃以上, 所以密封圈除了减震性和密封性之外, 往往还要求具备较好的耐高温、耐热冲击性能。理想的密封圈涂层, 能承受的工作温度高、粘着力强, 即便从密封圈的石墨上脱落了, 也能转而黏在配对的法兰弧面上继续工作, 从而保证在法兰和密封圈的两个弧面之间有个在工作的润滑层。而一旦陶瓷涂层完全脱落, 随着高温摩擦的进行, 少了涂层保护的石墨密封圈会慢慢出现钢丝骨架外露, 而外露的钢丝则极易与球面法兰形成直接接触并相互摩擦, 从而产生异响。

4 球面密封圈的相关检测手段

由于密封圈需要具备减震、密封、耐高温等多种性能, 故与其相关的试验、检测工作也是多种多样, 下面简单介绍几种。

4.1 法兰圆弧面检测

上文提到, 由于法兰的生产过程中存在冲压后的回弹变形, 而过大的变形则容易引起异响、漏气等一系列问题。但目前我们没有很好的工艺来控制其变形量, 原有的三坐标检测方法也相对繁琐, 不适用于生产线上的常规抽检。

针对这个问题, 我们结合自身的经验, 设计并机加工出一款球面法兰的检测工具。该检具主弧面 (凸) 尺寸同法兰主弧面 (凹) 尺寸完全一致。检查时只要将两个弧面相互贴合, 用间隙尺来检查即可, 相对方便快捷。

4.2 密封圈台架耐久试验

为了更好的解决密封圈异响问题, 我们在原马自达标准的基础上, 吸收了三菱公司最新的密封圈试验方法, 修订出一版新的密封圈耐久试验标准, 并以此版试验标准来验收密封圈相关的台架耐久试验。该试验标准包括怠速热耐久、泥盐水热耐久等多个试验, 模拟了不同温度、不同频率、不同的腐蚀环境, 理论上涵盖了密封圈所有能遇到的工况。且该版标准相对于马自达的标准, 每个循环线性度更好, 更具操作性。但由于本版标准修订出来的时间较晚, 且近期并未开发新的密封圈, 目前根据本标准完成的台架试验不多, 数据库仍相对较少, 对后续密封圈的设计开发的帮助仍相对有限, 有待提高。

5 综述

排气球面密封圈结构作为一个经济、有效的减震结构已经在汽车排气系统上存在了很多年, 近年随着消费者对于N V H性能要求提高, 该结构的诸多问题也在不断地出现以及不断完善, 但随着我们对于这个结构的研究越来越深入, 以及我们自身数据库的不断补充, 我们对于球面密封圈结构的掌握以及使用也会做到更好。

摘要：本文对排气系统球面密封圈结构进行了基本介绍, 并结合开发经验及市场反馈问题对密封圈进行了分析。

关键词：球面密封圈,三元催化,排气系统,分析

参考文献

[1]陈家瑞.汽车构造.机械工业出版社.

[2]余志生.汽车理论.机械工业出版社.

[3]王望予.汽车设计.机械工业出版社.

[4]朱成辉.排气管的接头结构及选择.郑州日产汽车有限公司.

机械密封高速、高精度加工技术第9篇

该技术通过部级鉴定, 属国内首创、国际先进, 曾获部级科技进步二等奖。

主要技术指标:

加工机械密封端面 (以Φ50mm为例) :

表面平面度:0.1μm, 表面粗糙度:0.002μm, 加工时间:40秒/件~60秒/件, 磨料成本:0.12元/件。

本项技术成果成熟, 已应用到一汽集团等许多生产单位, 并多次出口到澳大利亚, 取得了显著的经济效益和社会效益。

单位:长春理工大学科技处

地址:长春市卫星路7089号

便拆式面条密封袋第10篇

每次我都要费九牛二虎之力才能抽出面条，而且因为撕的方法和力度不同，导致撕开的口子大小也不一样，有时候小点，有时候很大，有时候是不规则的形状，甚至有时候一撕到底——包装完全破了。

一包面条一般一次吃不完，打开的口子太大或不规则，都不利于面条的保存，摆放不得当的话，还会使面条沾染灰尘而变得不卫生。而且塑料包装也会对环境造成污染。

这些不方便，我都一一记录在我的科学日记本上，有空就想怎样改进面条包装的封口，解决这些实际问题。

一次，家里来了客人，爸爸叫我开包烟给客人抽，我撕开烟盒上的封条，拿出香烟递给客人。忽然，我脑海中灵光一闪，这烟盒这么容易打开，并且开口很平整，取完烟以后也很容易保存，我能不能把这样的封口“移植”到面条的包装上呢？

我兴奋地把自己的想法告诉了爸爸，又征求了科学老师的意见，大家都觉得这个想法很好，鼓励我尝试做模型。

我经过仔细观察，发现香烟的包装是塑料的，里面有个内嵌的硬性封条，所以撕的时候很平整。

我模仿着反复试验，不断改进，爸爸妈妈、老师同学们都给我提了很多建议。在大家的帮助下，我终于做成了便拆式面条密封袋，并且申请了专利。

后来，通过进一步改进，我又做了一种适合儿童食用的儿童面条包装盒，里面装的面条比我们平常吃的面条短，这样给小宝宝煮面条的时候，就不用刻意地弄断面条了。而且，面条也已经按计量分成一小束一小束的，方便按儿童的食量取用。

烧结机密封技术改造与实践第11篇

1 烧结机头尾密封板的现状

唐钢132m2烧结机头尾密封采用四连杆配重式密封。每套密封机构含有4套杠杆机构。由于绞轴与绞轴座的转动副中没有润滑装置,故运行时间一长,绞轴与绞轴座产生磨损,磨损之后,杠杆作用被破坏,密封板不能在配重作用下抬起,密封装置浮动板不灵活、易被卡死,变成固定板,造成浮动板与烧结机底梁不能够紧密接触,与台车底梁之间存在较大缝隙,从而导致大量漏风。

由于密封装置密封板直接处于台车下部,烧结过程中,台车温度约为300～400℃,台车底梁与密封板系紧密接触,其高温传导到密封板上,又传到绞轴上,使绞轴产生热胀;且系统没有润滑装置(在此环境下也不适宜油脂润滑),致使绞轴动作不灵活,密封板长期处于一个位置,自我调整密封失效。

密封装置浮动板材质为铸钢件,由于浮动板失去其自我调节作用后,很容易被划出沟槽,产生漏风,降低寿命。通过长时间的运行统计得出浮动板通常使用6～8个月,就会因浮动板被磨坏产生大量漏风,必须停机更换浮动板,影响生产线的作业率。通过对烧结机台车底梁塌腰现象的实际测量,发现台车塌腰现象严重,最厉害达到10mm,这样,即使密封板能够实现自我调节也存在较大漏风通道。

台车滑道采用简单的弹簧滑道密封,由于长期高温作用,弹簧失去弹性,不能进行自动调节,且弹簧滑板的滑块和滑槽左右各有1mm的间隙,工作中从机头到机尾两侧都在漏风[3]。

2 烧结机密封方式比较及改造方案的确定

烧结机的头尾密封处是烧结机主要的漏风部位。各种不同结构的密封方式特点如下:

(1) 弹簧密封。在密封板下放置几组弹簧,在弹簧的作用下,使密封板能与台车底面保持平行接触状态而实现密封。生产实践中,由于弹簧反复受冲击作用以及高温、粉尘的影响,其弹性逐渐下降,密封效果随之降低。

(2) 单支点配重式密封。大多用于小型烧结机上,结构简单,但这种结构支承的密封板不能实现上下浮动,致使在台车与密封板相接触的过程中,它的接触部分是一条线,即台车的四道梁只有一道梁与密封板接触,所以密封效果较差。

(3) 四连杆式配重式密封。四连杆密封在国内外应用较多,在四连杆这种结构的支承下,可以使密封板与台车底梁保持平行接触运动,也能够起到很好的密封。但在高负压下的烧结机头、尾密封处使用,因温度、灰尘的影响,四连杆的转轴不能灵活转动,致使密封板在台车底梁作用下,压至最低处而不能向上运动,使之增大了漏风率,唐钢132m2烧结机使用的就是四连杆密封。

(4) 摇摆涡流式柔性密封。该密封装置摇摆跟踪系统使密封盖板上表面能够进行任意方向的摆动,保证密封装置的上表面与台车底梁密切接触,确保浮动密封板与台车滑道之间严密接触。该密封装置易磨损,使用寿命较短。

(5) 磁性盖板式密封。由于上盖板与台车底面的间隙还是无法消除,造成漏风和上盖板及台车磨损。因此选用磁性材料吸附物料来密封漏风通道,达到密封效果,但是在长期高温的作用下,磁性材料易消磁。

(6) 橡胶盖板式柔性密封。采用弹性较好的材料,使首尾盖板的灵活性得到提高,如橡胶与弹簧复合的形式,简称橡胶柔性密封。装置的上盖板与烧结机底梁之间的摩擦力可以调整,在保障密封的情况能下降低摩擦力,从而降低运行阻力。该密封装置设有冷却系统,既保证了弹簧能够在高温下不失效,又能使密封装置降低温度,提高耐磨性,从而确保该装置安全、高效、长寿命运行。

通过对以上各种密封方式的对比,我们发现橡胶盖板式柔性密封非常适合唐钢的现场情况,因此,决定对132m2烧结机密封进行改造。

3 烧结机的密封原理及改造

针对唐钢132m2烧结机目前的漏风情况,经过与相关单位对标考察,考虑到四连杆密封机构及弹簧滑道存在的缺陷,经过多方论证,决定采用橡胶盖板式密封形式对机头、机尾密封进行改造。该机构整体为一密闭箱体,弹性元件均处于密闭箱体内部,克服了环境恶劣的影响,并且内部有两道橡胶密封,有效地阻断了漏风,并在台车游板内部增加橡胶密封。

3.1 橡胶盖板柔性密封装置的工作原理

台车运行过程中,密封结构工作面在弹簧作用下,提供向上浮动力,受台车底面向下压迫力,工作面与台车底面实现完全接触,从而实现台车运行过程的密封。该结构主要组成部分:密封上盖板(柔性密封有效工作面)、定位螺栓,弹簧、柔性密封(空心橡胶棒)、底板、定位螺栓(见图1)。

密封结构工作面共计三块,材质为16Mn,具有一定的硬度和耐磨性,且经过消除焊接应力处理,具有良好的耐高温、耐磨性能。安装过程每块工作面间隙1.2mm,消除生产过程台车传导热量带来的热膨胀;工作面预紧安装,工作面水平高度高于台车底面12mm,与台车底梁过盈配合。

定位螺栓对密封板工作面自由高度进行限制,并可根据台车底梁变型情况进行调节,实现工作面与底梁的最佳配合距离。下部弹簧提供部分预紧力,限制密封板与台车底梁接触摩擦产生的横向最大位移。

主弹簧安装于定位环上,共计6根,主要作用是对密封装置上盖板提供向上作用力,保证工作面与台车底梁的完全配合。

两根柔性动密封(空心橡胶棒)安装于两个密封箱体内部。橡胶棒空心30mm,材质采用特殊橡胶,可耐高温500℃,保证其使用寿命,防止其在长期高温作用下而出现橡胶老化,塑性消失,一般使用寿命能够达到两年。在密封板向下浮动过程中,橡胶棒由于是空心结构,能够自适应工作面下行而带来的变形,并与底板密封槽及盖板完全接触,双密封形式可完全阻止漏风。

3.2 台车滑板增加柔性密封

台车滑板弹簧密封效果不好,因此在空气密封盒及滑板之间安装柔性密封橡胶装置,密封装置预留出原来三组弹簧位置,且每条密封条有三组空心橡胶与空气密封盒及滑板完全接触,阻断原来的漏风通道,(见图2)。

3.3 实施过程

(1) 根据现场实际情况对原有烧结机机头四连杆密封拆除,机头密封直接更换为橡胶盖板柔性密封装置。

(2) 尾部原两道四连杆密封为两套,经多年使用效果及对其漏风测量,与一道密封效果基本一致,在改造过程中,拆除其原来两道密封,改为一道橡胶盖板柔性密封装置,将前一道密封位置与机尾最后一个风箱连接,这样既改善了密封效果,又在不增加成本的情况下增加了有效烧结面积3m2。

4 改造后的效益

表1为132m2烧结机改造前后的各项指标对比。

注:改造前数据为2011年1月4日至5月3日的平均值;改造后数据为2011年5月6日至8月31日平均值。

从表1可见,改造后烧结矿平均日产量提高95.30t,日用电量消耗降低14 508kWh,其中主抽风机定子电流平均降低13A;同时烧结矿质量有所改善,转鼓强度由改造前75.96%提高到改造后76.43%,提高幅度为0.47%。

若自产烧结矿成本按910元/t,TFe品位相同外购烧结矿成本按1 100元/t计算,自产烧结矿每日提产95.30t,每日可减少外矿块(外购烧结矿)采购95.30t,改造后每日可增加效益计算如下:

(1 100-910)元/t95.30t≈18 170元;

若用电单价按0.53元/kWh计算,日用电量减少14 508kWh,则每日可增加效益: