高壓容器的密封優(yōu)化設(shè)計

韓超，高少平，劉穎中國石油大慶石油化工總廠

高壓容器的密封優(yōu)化設(shè)計

韓超，高少平，劉穎
中國石油大慶石油化工總廠

高壓容器是一種常見的壓力設(shè)備，在人們的日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用，其中密封結(jié)構(gòu)是高壓容器的核心，對于整個高壓容器的穩(wěn)定性和安全性也都有著直接的影響，為了更好的提高高壓容器的穩(wěn)定性，我們也需要對高壓容器的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，這樣也才能有效的提高高壓容器的使用壽命。本文主要介紹了高壓容器密封結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容以及高壓容器密封優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)建議，以供參考。

高壓容器；密封；優(yōu)化設(shè)計

我國社會科技的快速發(fā)展為人們的生活提供了很大的便利，其中在工業(yè)制造領(lǐng)域中高壓容器的應(yīng)用也是一項非常重要的設(shè)備。傳統(tǒng)的高壓容器主要是通過螺旋栓等套固在頂端來加以密封的，而這種密封形式相對較為簡單，并且還存在著操作復(fù)雜的問題。因此我們還需要對高壓容器的密封設(shè)計進行優(yōu)化，進而更好的提高高壓容器密封的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。

1 高壓容器密封結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容

1.1 高壓容器密封結(jié)構(gòu)的定義

高雅容器的結(jié)構(gòu)很多文獻中也都做出了非常明確的描述，其中也都表現(xiàn)出了高度的一致性。而從綜合性的角度來考慮，高壓容器也可以定義為在一定的封閉系統(tǒng)內(nèi)，內(nèi)部的氣體以及液體、固體等可以通過連接口進行排放，并且外部的空氣、液體以及固體等相關(guān)物質(zhì)也可以利用連接出來進入到容器的內(nèi)部，這樣也就對高壓容器進行了直觀的描述。

1.2 高壓容器密封結(jié)構(gòu)的種類

而在高壓容器不斷發(fā)展的過程中，很多工業(yè)領(lǐng)域也開始應(yīng)用了超高壓容器進行生產(chǎn)，其中對容器的密封結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計也提出了更高的要求，因此高壓容器的設(shè)計人員也必須要對不同種類的容器進行有效的設(shè)計，這樣也才能夠保證設(shè)計的質(zhì)量。在高壓容器結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計理念是重要的基礎(chǔ)部分，技術(shù)人員需要保證高壓容器的安全生產(chǎn)能力同時，最大限度的提高高壓容器的功能性和實用性，還要保證高壓容器設(shè)計的經(jīng)濟效益。高壓容器的密封結(jié)構(gòu)中可以分為幾種不同等級的結(jié)構(gòu)形式，其中包括高壓密封結(jié)構(gòu)、中壓密封結(jié)構(gòu)以及低壓容器結(jié)構(gòu)。按照工業(yè)生產(chǎn)密封的基本結(jié)構(gòu)又可以分為平墊密封、卡扎里密封、雙錐密封、伍德密封、B形環(huán)密封、0形環(huán)密封等幾種。

1.3 高壓容器密封結(jié)構(gòu)的基本原理

高壓容器密封結(jié)構(gòu)的原理可以分為靜密封原理和動密封原理兩種。其中靜密封結(jié)構(gòu)原理主要是指密封材料安裝在兩個結(jié)構(gòu)的結(jié)合處，密封的材料才施加壓力時就會使密封材料發(fā)生變形，而后材料會填滿整體的縫隙，這樣接觸的區(qū)域就會形成密封的效果。這樣不僅有效的組織了內(nèi)部氣體以及微小顆粒的泄漏，同時也能夠更好的避免內(nèi)部氣體與外界環(huán)境的直接接觸。在密封材料中，材料的性能是一項非常重要的參數(shù)，目前伸展性能以及彈塑性能較好時在遇到較大的壓力密封材料也能夠相應(yīng)的發(fā)生物理變形，這樣也會形成密封隔絕的形態(tài)，不會讓接觸的材料發(fā)生相對磨損。而在一些工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中縮材料的金屬墊片材料等都可以有效的實現(xiàn)密封的效果。動密封原理一般是指油膜密封，一般廣泛運用于密封材料接觸面存在相對運動或絕對運動的情況，這類情況不能與基于靜密封原理所運行的情況相提并論，根據(jù)胡可定律，施加于接觸面的壓力越大，摩擦阻力就會隨之變大，這樣會使機械結(jié)構(gòu)無法正常運作。所以，此類問題我們通常會選擇添加潤滑油或潤獵油的方法來解決，通過在接觸材料之間形成一層油膜來達到密封的效果。

2 高壓容器優(yōu)化設(shè)計存在的問題和優(yōu)化使用的常見裝置

2.1 高壓容器密封優(yōu)化存在的常見問題

根據(jù)現(xiàn)行的《鋼制壓力容器》等各國法律規(guī)范，在現(xiàn)有的技術(shù)手段實施下，我們推薦的密封裝置結(jié)構(gòu)有很多，主要有主螺栓平墊、雙錐環(huán)密封結(jié)構(gòu)等等。主螺栓平墊在實際使用中隨著容器內(nèi)部壓力的增加，內(nèi)徑也會隨之增加，這就會使得螺旋的直徑變得越來越大，這種結(jié)構(gòu)過于簡單而且笨重龐大，耗費的資金和成本也很大；裝拆的步驟較多，繁瑣程度高，工人的工作強度大，這些都會使大的部件在安裝和使用中存在各類問題。另一種結(jié)構(gòu)是卡扎里螺紋套筒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使用長套筒通過鋸齒型螺紋間斷連接在一起，這種設(shè)計雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是螺紋套筒與頂蓋內(nèi)徑不斷加大，結(jié)構(gòu)變得極為龐大，加工困難程度提升，成本變得更加昂貴。

2.2 幾種常見的高壓容器密封裝置

當(dāng)前，大多數(shù)高壓密封裝置廣泛應(yīng)用于高、中和低壓環(huán)境中，工作時承載的壓力環(huán)境廣泛，一般從0.8～6.4MPa，溫度環(huán)境大約在200℃左右?，F(xiàn)在廣泛使用的蓋密封裝置主要包括卡箍式、齒嚙式、軸向抗剪螺栓連接式等?？ü渴矫芊庋b置一般用于萃取行業(yè)，其結(jié)構(gòu)較為簡單，但是會因為內(nèi)徑的增加導(dǎo)致一些不必要的問題。在我們使用之前，必須要一個一個地打開或擰緊連接的裝置或螺母，移動卡扣裝置，才能打開和關(guān)閉密閉容器。傳統(tǒng)卡扣裝置一般包括手搖式卡扣裝置、蝶形螺母卡扣裝置、絲杠帶動卡扣連接裝置，這些裝置廣泛使用于那些需要不斷啟閉的密閉容器中。另一種裝置是平頂蓋的齒嚙式快開端蓋密封裝置，這種裝置具有打開和關(guān)閉速度快，承受的壓力水平較高的特點，這類裝置一般應(yīng)用于化工、食品等行業(yè)中。其工作原理也很簡單，通過頂蓋和端部之間的齒扣連接，當(dāng)我們需要打開時，可以直接按照某一方向旋轉(zhuǎn)直接啟閉密閉容器。

2.3 加強高壓容器安全檢測的措施

眾所周知，高壓容器由于其特殊性，我們需要對其進行必要的安全檢測，防止安全事故的發(fā)生。一般方法包括安裝壓力檢測設(shè)備以檢測容器內(nèi)部壓力大小，加強異常天氣下的巡邏與監(jiān)測，對于容器裝置的各類零件要仔細挑選應(yīng)用，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)章制度和操作方法執(zhí)行等。

結(jié)束語

由于高壓容器的特殊性和技術(shù)性的特點，密封優(yōu)化設(shè)計也刻不容緩，值得每一個技術(shù)人員廣泛重視。我們可以通過采用卡箍式密封裝置、C形環(huán)高壓密封裝置等各類先進的密閉裝置達到高壓容器密封優(yōu)化設(shè)計的要求，借助結(jié)構(gòu)本身合理連接方式實現(xiàn)容器的各類操作。因此，在社會經(jīng)濟和工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展的今天，高壓容器的密封優(yōu)化設(shè)計具有很廣闊的應(yīng)用前景和市場。

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