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高压分离器双锥环密封失效的数值模拟

华东理工大学学报（自然科学版） 1998年第2期24卷 181-185页

作者：蔡仁良郑建荣岑红华东理工大学化工机械研究所

针对国内某厂一台双锥环密封的高压分离器在非正常操作中出现的泄漏失效，采用ＰＡＦＥＣ大型有限元程序进行了模拟全操作过程的ＦＥＭ分析。在按实际建立的力学与传热计算模型上，数值模拟了包括预热、正常操作和急冷等工况下典型节点... 详细信息

针对国内某厂一台双锥环密封的高压分离器在非正常操作中出现的泄漏失效，采用ＰＡＦＥＣ大型有限元程序进行了模拟全操作过程的ＦＥＭ分析。在按实际建立的力学与传热计算模型上，数值模拟了包括预热、正常操作和急冷等工况下典型节点的温度－时间变化，垫片应力－介质内压变化的关系，同时探讨了双锥环内侧与端盖圆柱面之间的间隙与密封性能的关系。计算结果表明，双锥环密封结构的温度改变导致垫片应力的改变是密封失效的重要原因，适当加大间隙值可以提高双锥环密封对温度、压力波动的适应性。

关键词：密封失效高压分离器双锥环数值模拟

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氨合成塔外壳双锥环密封结构的分析

压力容器 2008年第4期25卷 24-27,48页

作者：白海永傅吉坤周大坤哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046

采用面-面接触模型来模拟氨合成塔外壳双锥环密封结构的接触问题,使用大型的有限元应力分析软件Ansys10.0,运用该软件所提供的轴对称平面单元,对双锥环与平盖及筒体端部的接触部位进行详细的应力分析,并得到接触面上的应力分布云图,同... 详细信息

采用面-面接触模型来模拟氨合成塔外壳双锥环密封结构的接触问题,使用大型的有限元应力分析软件Ansys10.0,运用该软件所提供的轴对称平面单元,对双锥环与平盖及筒体端部的接触部位进行详细的应力分析,并得到接触面上的应力分布云图,同时按照JB 4732—95对危险截面进行应力强度评定。

关键词：氨合成塔有限元分析双锥环 Ansys10.0

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双锥环在预紧过程中密封问题的解决方法

一重技术 2007年第5期 17-19页

作者：于跃一重集团大连设计研究院助理工程师辽宁大连116600

以某蓄能器为例对双锥密封在实际应用中的问题作了分析,查出了密封不严的原因。

关键词：双锥环密封软金属垫片螺纹孔

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双锥环当量轴向刚度分析

特种设备安全技术 2019年第1期 14-16页

作者：何家胜吴慧敏伍伟江旭武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430074 中国石油化工股份有限公司荆门分公司

对设计压力为6.4MPa,不同内径下的加氢反应器的双锥环的当量轴向形变进行了有限元分析,研究了不同预紧载荷作用下双锥环径向位移及当量轴向形变情况,得到了不同内径下双锥环当量轴向刚度曲线,该当量轴向刚度曲线对于研究双锥环密封的螺... 详细信息

对设计压力为6.4MPa,不同内径下的加氢反应器的双锥环的当量轴向形变进行了有限元分析,研究了不同预紧载荷作用下双锥环径向位移及当量轴向形变情况,得到了不同内径下双锥环当量轴向刚度曲线,该当量轴向刚度曲线对于研究双锥环密封的螺栓预紧力具有重要意义。

关键词：双锥环径向位移轴向当量刚度螺检预紧力

双锥密封的初步试验与研究(四)——无垫、镶丝双锥环密封试验

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化工与通用机械 1980年第4期 1-7页

作者：一机部通用机械研究所高压密封课题组

本文通过介绍无垫双锥密封环与我所独创的镶丝双雄环密封试验情况,探索了这两种密封结构的密封机理、影响因素以及密封的可靠性。结果表明:镶丝双锥环具有结构合理,经济实用,密封性能良好的特点,是实现封口大型化的优良结构。

关键词：双锥环密封性能密封面比压螺栓预紧力密封比压

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加铝垫双锥环密封特性参数的试验研究

压力容器 1990年第1期7卷 4-10页

作者：种大鸣机械电子工业部通用机械研究所

本文根据大量试验结果,对加铝垫双锥环的密封特性参数y和m以及密封面宽度和密封面接触状况等问题进行了分析探讨,并对国内外现行规范、标准中的有关内容提出了看法。文中对铝垫双锥环的y、m、密封面宽度、密封面状况提出了具体的选取原... 详细信息

本文根据大量试验结果,对加铝垫双锥环的密封特性参数y和m以及密封面宽度和密封面接触状况等问题进行了分析探讨,并对国内外现行规范、标准中的有关内容提出了看法。文中对铝垫双锥环的y、m、密封面宽度、密封面状况提出了具体的选取原则,便于工程设计中参考。图10,表3。

关键词：高压容器加铝垫双锥环密封参数

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预紧工况下双锥环的有限元分析及优化

化工装备技术 2017年第4期38卷 8-11页

作者：何家胜黄瑞锋伍伟武汉工程大学机电工程学院

建立某加氢反应器双锥环结构的有限元模型,分析在预紧工况下,对双锥面施加一定的预紧分布压力后,双锥环结构的厚度与锥角对其径向压缩位移的影响。研究结果表明,该双锥环在预紧工况下能实现良好的密封,其径向压缩位移随厚度的增加而减小... 详细信息

建立某加氢反应器双锥环结构的有限元模型,分析在预紧工况下,对双锥面施加一定的预紧分布压力后,双锥环结构的厚度与锥角对其径向压缩位移的影响。研究结果表明,该双锥环在预紧工况下能实现良好的密封,其径向压缩位移随厚度的增加而减小,随双锥环锥角的增大而增大。

关键词：双锥环锥角密封性能有限元径向位移预紧工况

双锥密封环内柱面与大盖圆柱支承面之间径向间隙探讨

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小氮肥 2009年第8期37卷 4-6页

作者：周智斌湖南安淳高新技术有限公司

0前言双锥密封由于其结构简单,适应的压力、温度范围较大,并能承受一定的压力、温度波动,已经成为国内高压密封结构采用的主要结构形式之一.双锥密封是一种半自紧密封,双锥环的自紧作用是由环在压缩状态下的回弹和在容器内压作用下的径... 详细信息

0前言双锥密封由于其结构简单,适应的压力、温度范围较大,并能承受一定的压力、温度波动,已经成为国内高压密封结构采用的主要结构形式之一.双锥密封是一种半自紧密封,双锥环的自紧作用是由环在压缩状态下的回弹和在容器内压作用下的径向扩张产生的,而双锥密封环内柱面与大盖圆柱支承面之间径向间隙g值控制着双锥环回弹这一自紧因素,因而在工程上受到了特别的重视.

关键词：径向间隙双锥环密封环支承面圆柱柱面自紧密封密封结构

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双锥密封的有限元分析及优化研究

双锥密封的有限元分析及优化研究

作者：黄瑞锋武汉工程大学

学位级别：硕士

随着现代工业的飞速发展,石化企业的发展规模的壮大及化工设备的大型化已成为当今工业的趋势。随着化工设备的大型化,因而提升了高压容器的密封的难度。为了解决这些密封方面的问题,近年来出现了各种形式的密封来针对不同类型的压力容... 详细信息

随着现代工业的飞速发展,石化企业的发展规模的壮大及化工设备的大型化已成为当今工业的趋势。随着化工设备的大型化,因而提升了高压容器的密封的难度。为了解决这些密封方面的问题,近年来出现了各种形式的密封来针对不同类型的压力容器。而双锥密封因其出色的密封效果普遍应用于各类的高压容器中。按密封的作用力不同来分类,高压密封可以分为强制密封、半自紧密封和自紧密封这三种主要的结构形式。双锥密封属于半自紧式的密封形式,它具有结构域、便于生产的特点,而且安装拆卸也很方便,能较好的适应一定范围内压力和温度的变化。目前规范上仅仅给出了有限的几种规格参数。当实际工程中的有关参数与这些规格参数不相对应时,如果要有效地调整参数,保证密封效果就需要探讨双锥密封原理得以实现的条件。包括双锥环的材质、厚度、高度、锥角度数、直径、所受压力等对密封效果的影响。本文根据荆门炼厂加氢反应器双锥密封的具体情况,采用理论分析和数值模拟相结合的方法对双锥密封过程进行了研究,检验了GB150一2011《压力容器》对双锥密封装置的适用性,并提出了相应的调整意见。主要工作和结论如下:(1)在讨论双锥密封的密封原理的基础上,运用有限元数值分析方法求解预紧及工作工况下双锥环垫片处的压紧力、双锥环的形变、应力,并探讨压力波动情况下垫片密封比压的变化情况;(2)通过有限元分析,模拟出同一尺寸下,在预紧的情况下,不同厚度与角度的双锥环的径向位移和应变的变化趋势,从而在一定范围内改变标准双锥环的厚度和锥角来适应该特殊工况。以及比较有无平盖支撑面(与双锥环内圆柱面形成径向间隙g)对双锥密封的影响;(3)通过有限元分析,得出了操作工况下双锥环整体应力分布和垫片比压变化和操作内压对径向间隙、整体应力、螺栓预紧力和密封比压的关系。径向间隙如果以g取0.15%D1或以上设计,双锥环材料将会发生整体屈服和塑性变形;径向间隙若按g取0.05%D1或以下设计,在操作压力逐渐升高时无法确保其密封效果,从而导致泄露。研究发现:在其他条件不变的情况下,径向压缩位移随着双锥环的厚度的增加而逐渐减小;径向压缩位移随着双锥环的锥角的增大而逐渐增大;我们可以在特殊工况下,在一定范围内改变标准双锥环的厚度和锥角来适应该特殊工况。而对于操作工况下,要保证当双锥环内圆柱面刚刚脱离平盖支撑面的一瞬间时,密封面的比压达到内压p的m倍(m为垫片系数);且双锥环的Mises最大应力不得高于其屈服强度极限;所以根据这两个条件的限制下,径向间隙g应设计在0.075%.125%D1更为合适。(4)对于平垫密封而言,密封元件只有单纯的平垫片,而垫片具有一定的屈服极限,所以说预紧状态下的单位面积的残余预紧力不能超过垫片的屈服极限。而当工作压力过大时,平盖有向上抬起的趋势,垫片的比压会随之下降,而此时只能由平垫片的变形来弥补。如果工作压力使垫片损失的垫片比压超过了垫片残余预紧力弥补的比压,那么难免会导致装置的泄露。而对于双锥环而言,密封元件是由双锥环和垫片共同组成,双锥环一般选用35号钢,16Mn等刚性材料,屈服极限远远高于铝制垫片,且此密封元件的结构也比较特殊。密封面为双锥面,与竖直方向成一定的角度(一般为30度)。当压力过大时,平盖向上有抬起的趋势,其密封比压减小,而与此同时,预紧状态时双锥环就会产生一定的径向位移(其位移量为g),而内压升高的同时双锥环内圆柱面会扩张,而扩张所释放的弹力与密封面的方向成一定角度,所以可以给密封面提供一定的分力来增加密封比压(这部分的比压即为自紧比压)

关键词：双锥环加氢反应器有限元数值模拟分析