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干气密封C形圈微动磨损分析研究

干气密封C形圈微动磨损分析研究

作者：白崇晖兰州理工大学

学位级别：硕士

干气密封是一种先进的、新型旋转轴密封,相对于传统的机械密封,干气密封具有磨损小、功耗低、泄漏量小的优点,并且能适应高压高温等实际苛刻工况。其主要应用在泵、压缩机、膨胀机和气体透平机等旋转机械上,在制冷设备中也大量使用。由... 详细信息

干气密封是一种先进的、新型旋转轴密封,相对于传统的机械密封,干气密封具有磨损小、功耗低、泄漏量小的优点,并且能适应高压高温等实际苛刻工况。其主要应用在泵、压缩机、膨胀机和气体透平机等旋转机械上,在制冷设备中也大量使用。由于干气密封经常被应用在高压力、高转速的工作条件下,所以密封圈会发生摩擦磨损,并由此导致泄漏量增加并影响主密封的稳定性甚至使整个密封失效,因此,辅助密封圈的密封性能对整个系统的密封性能有很大影响。尽管C形圈密封为辅助密封,但在干气密封系统中担当重要角色。C形圈通常是在高压力、高转速的条件下工作的,振动频率高,振幅十分微小,特别适合采用微动磨损理论对其进行研究。传统的微动磨损理论,大都是建立在几何维数为整数的欧氏几何基础上的,难以准确地反映出摩擦表面的几何形貌和摩擦副的接触特性。而分形理论所研究的对象主要是复杂的不规则几何形态,因此借助分形理论来研究微动磨损模型更精确。本文将C形圈的微动磨损过程分为三个阶段,初始磨合磨损阶段,粘着磨损过渡阶段和磨粒磨损稳定阶段的。基于分形理论对于不同的磨损阶段,建立不同的磨损模型来解释C形圈的磨损机理。本文提出磨合磨损才是C形圈微动磨损的最初始阶段,区别于传统研究中认为粘着磨损是微动磨损的初始阶段。基于分形理论,建立了C形圈微动磨合磨损模型,并对其进行仿真分析。在所建立模型的基础之上,推导了磨损量表达式,找出了影响磨损量的主要因素,并对相关实际问题进行了解释。其次介绍了粘着磨损阶段材料的磨损特性,并建立了C形圈微动粘着磨损模型,推导了磨损量表达式,找出影响磨损量的主要因素,指出在C形圈粘着磨损的过程中,氧化因素对磨损的影响是很小的,甚至可以忽略,并且阐述了C形圈表面磨损大坑形成的原因。随后又阐释了C形圈在进入微动磨损稳定阶段以后,C形圈的磨损机理,建立了磨粒磨损模型,推演了磨损量算法,分析了在此阶段材料所经历的磨损特征。最后通过C形圈微动磨损试验,采集C形圈表面轮廓二维曲线样图和三维图对其分析,得到以下结论:C形圈的微动磨损过程,分别经历了磨合磨损、粘着磨损、磨粒磨损三个阶段;不同的阶段材料的表面形貌呈现出不同的特征;不同阶段,影响磨损量的主要因素不同,磨损量的变化趋势也不同,但是每个阶段所呈现的特征,都基本符合本文所提出的磨损模型,本文所提出的磨损模型也可以解释试验现象,因而,我们认为本文所采用的理论和建立的相关模型是合理的。

关键词：干气密封分形理论 C形圈微动磨损

2.25Cr-1Mo-0.25V钢加氢反应器制造特点

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辽宁化工 2021年第2期50卷 247-249,253页

作者：白崇晖白崇阳张正棠中国石化销售股份有限公司甘肃石油分公司甘肃兰州730030 甘肃省城乡发展投资集团有限公司甘肃兰州730000 甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃兰州730050

介绍了2.25Cr-1Mo-0.25V钢加氢反应器主体材料的化学成分及加V钢设备的焊接特点,焊接过程中焊接工艺参数方法的选择,对焊前、焊中、焊后的难点进行总结,并对2.25Cr-1Mo-0.25V钢容器制造提出展望,合理的焊接工艺是2.25Cr-1Mo-0.25V钢容... 详细信息

介绍了2.25Cr-1Mo-0.25V钢加氢反应器主体材料的化学成分及加V钢设备的焊接特点,焊接过程中焊接工艺参数方法的选择,对焊前、焊中、焊后的难点进行总结,并对2.25Cr-1Mo-0.25V钢容器制造提出展望,合理的焊接工艺是2.25Cr-1Mo-0.25V钢容器生产的前提和保证。

关键词：加氢反应器 2.25Cr-1Mo-0.25V 焊接

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压力容器用奥氏体不锈钢制造特点

辽宁化工 2021年第5期50卷 689-691页

奥氏体不锈钢性能特殊,具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐低温、综合力学性能突出以及工艺性能良好的特点,实际使用也比较广泛,在压力容器制造方面有明显的优势,目前以大量运用压力容器制造领域。奥氏体不锈钢因材料本身的特殊性,在制造过... 详细信息

奥氏体不锈钢性能特殊,具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐低温、综合力学性能突出以及工艺性能良好的特点,实际使用也比较广泛,在压力容器制造方面有明显的优势,目前以大量运用压力容器制造领域。奥氏体不锈钢因材料本身的特殊性,在制造过程中防护措施很重要。介绍了不锈钢压力容器制造过程中制造特点及出现的一些问题、不锈钢表面防护技术、焊接特点,合理地控制好每一个制造环节从而保证不锈钢压力容器的制造质量。

关键词：奥氏体不锈钢压力容器防护焊接

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工装在压力容器设备中的应用

辽宁化工 2021年第4期50卷 523-525,528页

随着压力容器设计技术的高速发展,目前已经生产制造出具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐低温、综合力学性能突出以及工艺性能良好的压力容器。而且压力容器规格也越来越呈现大型化、重量化,在制造过程中一些辅助工装经常能减少制造工作量、... 详细信息

随着压力容器设计技术的高速发展,目前已经生产制造出具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐低温、综合力学性能突出以及工艺性能良好的压力容器。而且压力容器规格也越来越呈现大型化、重量化,在制造过程中一些辅助工装经常能减少制造工作量、保证制造过程安全性。介绍了压力容器制造过程中所经常使用辅助工装,通过这些工装的合理使用减少制造过程中的一些困难,也能保证制造质量,提高制造、运输效率。同时这些工装也是安全的保证,合理的控制好每一个制造环节从而保证压力容器的制造质量。

关键词：工装压力容器防护

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压力容器用薄锥接管焊接防变形技术

辽宁化工 2021年第2期50卷 209-211页

作者：白崇阳白崇晖张正棠甘肃省城乡发展投资集团有限公司甘肃兰州730000 中国石化销售股份有限公司甘肃石油分公司甘肃兰州730030 甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃兰州730050

针对压力容器用薄锥接管焊接变形问题,采用一种新方法来解决压力容器薄锥接管焊接后的变形问题,通过实际制造验证,发现采用新方法对压力容器薄锥接管焊接防变形有明显的优势,大大减少罐体内部作业难度和时间,同时焊接质量也得到了提高。

关键词：焊接工艺不锈钢变形

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大型超限PTA装置筒体制造防变形设计

辽宁化工 2021年第1期50卷 60-62,67页

作者：张正棠孙宝财白崇晖甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃兰州730050 中国石化销售股份有限公司甘肃石油分公司甘肃兰州730030

以大型PTA装置制造为例,介绍了大型化工PTA装置筒体成型过程中的变形问题,分别分析了产生这些问题的原因以及应对措施。针对筒体制造出现的变形问题,设计一种新型的防变形筒体卷制工装,该工装的应用大大减小了筒体卷制中的变形,新型筒... 详细信息

以大型PTA装置制造为例,介绍了大型化工PTA装置筒体成型过程中的变形问题,分别分析了产生这些问题的原因以及应对措施。针对筒体制造出现的变形问题,设计一种新型的防变形筒体卷制工装,该工装的应用大大减小了筒体卷制中的变形,新型筒体卷制防变形工装可根据设备直径大小、长度进行调试,并提出另一种锥体焊接组对防变形方法。新型工装的设计提高了生产效率,满足筒体卷制完毕后水平度的要求,从而保证了设备的制造质量。

关键词： PTA 筒体防变形工装

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基于分形理论的磨合磨损建模

机械制造 2016年第5期54卷 28-31页

作者：白崇晖张伟政张正棠赵志琦李昱晔兰州理工大学石油化工学院兰州730050

为了求解在粗糙表面上磨合磨损的磨损率,将分形接触模型和传统磨损公式相结合,推导了基于分形参数的磨损率模型,并对该模型进行了分析。建立了磨损率与分形维数、材料性能常数之间的关系,从而得出材料的磨损规律。分析结果表明:当分形... 详细信息

为了求解在粗糙表面上磨合磨损的磨损率,将分形接触模型和传统磨损公式相结合,推导了基于分形参数的磨损率模型,并对该模型进行了分析。建立了磨损率与分形维数、材料性能常数之间的关系,从而得出材料的磨损规律。分析结果表明:当分形维数在某一范围内时,磨损率随分形维数的增大先减小后增大;当分形维数一定时,磨损率随着尺度常数的增大而增大,随着材料性能常数的增大而减小;当其它各参数保持一定值时,磨损率与接触面积的变化趋于一致。

关键词：粗糙表面磨合磨损塑性变形磨损率

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压力容器常见缺陷分析及影响

辽宁化工 2021年第2期50卷 232-234页

作者：张正棠孙宝财张秉乾白崇晖甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃兰州730050 中国石化销售股份有限公司甘肃石油分公司甘肃兰州730030

压力容器是化工生产的必要装置,它的安全是整个装置能安全生产的核心,因此,对压力容器运行中常见的缺陷进行检验以及重点部位的检查至关重要,通过对重点部位检查发现的问题分析产生的影响,进而进一步做好维护及控制,保证整个装置安全平... 详细信息

压力容器是化工生产的必要装置,它的安全是整个装置能安全生产的核心,因此,对压力容器运行中常见的缺陷进行检验以及重点部位的检查至关重要,通过对重点部位检查发现的问题分析产生的影响,进而进一步做好维护及控制,保证整个装置安全平稳的运行。

关键词：压力容器缺陷检验

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上游泵送机械密封液膜刚度的计算与分析

甘肃科学学报 2016年第6期28卷 79-84页

作者：张伟政白崇晖于踪洋丁雪兴张正棠兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

基于N-S方程和连续性方程,并用PH线性化及迭代法,对于上游泵送机械密封两端面间液膜流场的广义雷诺方程进行求解,并利用Maple程序计算在不同转速、压力、螺旋角、槽数、槽深下的液膜刚度。结果表明:随着螺旋角、槽数、槽深(几何参数)的... 详细信息

基于N-S方程和连续性方程,并用PH线性化及迭代法,对于上游泵送机械密封两端面间液膜流场的广义雷诺方程进行求解,并利用Maple程序计算在不同转速、压力、螺旋角、槽数、槽深下的液膜刚度。结果表明:随着螺旋角、槽数、槽深(几何参数)的变化,等温不可压缩流体条件下的液膜刚度随之发生变化,并且呈现非线性关系;随着介质压力、转速(工况条件)的增加,液膜刚度也随之增加,且呈线性关系。

关键词：上游泵送机械密封近似解析法液膜刚度