Типичные конструкции уплотнения для высоконапорных резервуаров — обсуждение

Thread Content

Качество уплотнения в конструкции с высоким давлением напрямую влияет на безопасность использования резервуара. Это ключевая часть всего резервуара под высоким давлением. Научно обоснованный дизайн уплотнительной конструкции влияет не только на нормальную работу резервуара, но и создает серьезные риски для его надежности и безопасности. 　 　При проектировании конструкций с высоконадежным уплотнением необходимо учитывать различные факторы, включая условия эксплуатации резервуара: высокое давление, высокая температура, а также сильные колебания температуры. Во всех этих случаях необходимо обеспечить безопасную эксплуатацию резервуара и его надежное уплотнение. Кроме того, помимо соответствующей надежности уплотнения, конструкция должна быть максимально простой, чтобы облегчить ежедневную установку, техническое обслуживание и демонтаж, а также упростить ремонт. 　　Несмотря на то, что точность обработки и гладкость уплотнительных конструкций не являются высокими, материал уплотнительных элементов должен быть устойчив к коррозии под действием среды и обладать прочностью, позволяющей использовать его многократно. В связи с возрастающими требованиями к производственной деятельности и быту существует насущная необходимость в использовании уплотнительных конструкций крыш, способных выдерживать более высокое давление, чтобы обеспечить выполнение всех производственных требований. 　　1 Анализ нескольких традиционных конструкций уплотнения крышек высоконапорных резервуаров и их недостатков  1.1 Уплотнение с помощью плоских прокладок  Металлические плоские прокладки представляют собой распространенную в промышленности конструкцию уплотнения. Это является принудительной системой уплотнения; принцип ее работы довольно прост: уплотнение достигается за счет предварительного и рабочего давления. Предварительное и рабочее давление создаются под действием силы зажима главных болтов, расположенных на больших фланцах концов цилиндра. Основным фактором, влияющим на степень усиления предварительного натяжения конструкции, является прочность на сжатие материала прокладки; кроме того, значимым фактором также является ширина прокладки. Главное преимущество металлических прокладок-уплотнителей — это простая конструкция, что сокращает сроки и сложность монтажа. К тому же к оборудованию для их изготовления не предъявляются высокие требования, а за годы развития технология производства стала довольно зрелой. Поскольку металлические прокладки имеют ограниченный диапазон применения — их используют только в условиях температуры ниже 200°C, давления ниже 32 МПа и при внутреннем диаметре резервуара не более 800 мм, — условия их использования довольно ограничены. При повышении давления, когда требуется большая величина давления, необходимо вносить изменения в конструкцию болтов; это увеличивает размеры конструкции и усложняет структуру уплотнительных элементов. Кроме того, это увеличивает вес самой конструкции и всего резервуара. Сложность конструкции также создает множество проблем при её монтаже и демонтаже. 　　1.2 Двухконусная уплотнительная система Двухконусная уплотнительная система представляет собой усовершенствованную полуавтоматическую уплотнительную конструкцию, сохраняющую основную структуру болтов. Уплотнительные поверхности имеют форму комбинации двух полукруглых или треугольных канавок. Принцип герметизации заключается в том, что в условиях высокого давления и температуры внутри контейнера двойной конический кольцо расширяется под действием тепла, претерпевает упругую деформацию, в результате чего увеличивается давление на поверхности, обеспечивающие герметизацию. Поскольку материал уплотнительных прокладок в этой конструкции — мягкая сталь и нержавеющая сталь, а форма уплотнительной поверхности имеет коническую форму, высокое давление заставляет двойные конические кольца расширяться радиально наружу, тем самым **повышая уплотнительное давление на уплотнительной поверхности и обеспечивая необходимый уровень герметичности для производственных целей. Двухвальцовая уплотнительная система обладает высокой стойкостью к воздействию окружающей среды и может использоваться в самых разных условиях, особенно при повышенном давлении, экстремально высоких температурах и для работы с большими диаметрами. Кроме того, такая конструкция уплотнения относительно проста, что облегчает её обработку и сборку; требования к точности обработки также невысоки. При изменении условий окружающей среды её можно быстро скорректировать по мере необходимости. Недостатком этой конструкции является высокая требовательность к предварительному затягиванию болтов и осевым нагрузкам; для обеспечения герметичности необходимо приложить значительное давление на уплотнители. Кроме того, элементы конструкции крупные и сложные по своей структуре. 　　1.3 Уплотнение с использованием кольца типа B Уплотнение с использованием кольца типа B обладает высокой стойкостью к высоким температурам; даже в сложных условиях оно сохраняет стабильную надежность и эффективность в процессе уплотнения. Уплотнение с использованием кольца типа B представляет собой самозатягивающуюся уплотнительную конструкцию. Такая конструкция не требует высокой прочности соединительных элементов. Эффективность уплотнения напрямую зависит от давления и температуры окружающей среды: чем выше давление и больше диаметр, тем лучше эффективность уплотнения. Поскольку начальное давление герметизации при использовании уплотнительного кольца формы B обеспечивается за счёт радиального переутомления между вершиной волны уплотнительного кольца и уплотнительными канавками на корпусе и крышке, требуется высокая точность обработки этого кольца. Высокие требования к технологии обработки затрудняют его производство. Кроме того, сложности, связанные с демонтажем, создают препятствия для последующего технического обслуживания; при этом легко повреждаются контактные поверхности. 　　Устройство высокого давления с использованием болтов типа D и C-образных кольцевых уплотнителей. Крышка такого устройства размещается во фланце на конце цилиндра. Благодаря уменьшению диаметра и толщины крышки, при этом сохраняются отличные характеристики компактности всей конструкции и её прочности. Болты в форме буквы D соединяют верхнюю крышку устройства высокого давления с C-образным уплотнителем таким образом, что они находятся на одном уровне с внутренней поверхностью концевых фланцев. 1/4 оборота отверстий для крепления болтов располагается на поверхности концевых фланцев во время обработки. В зазоре между верхней крышкой и концевыми фланцами равномерно расположены болты в форме буквы D, установленные с эксцентрическим положением. Между крышкой и фланцем на концах предусмотрена определенная зазора для установки C-образного кольца и прокладки. 　　Устройство высокого давления с соединением болтами в форме буквы D и кольцом в форме буквы C при действии внутреннего давления среды за счет самозапирающего эффекта кольца увеличивает силу зажима от регулируемого винта. Следует отметить, что перед установкой конструкции необходимо ослабить все болты в форме буквы D на крышке, поместить компоненты крышки в полость фланца и осуществить её аксиальную и циркулярную фиксацию. Когда демонтаж крышки и фланца на конце ёмкости происходит довольно легко, достаточно просто повернуть болты в форме буквы D против часовой стрелки примерно на 90°, чтобы извлечь компонент крышки из фланца. Это позволяет быстро устанавливать или снимать крышку ёмкости без необходимости использования дополнительных инструментов, таких как гидравлические гаечные ключи. К тому же конструкция болтов в форме буквы D проста; при их изготовлении не требуется высокой точности обработки. Поэтому они широко используются в различных отраслях, таких как химическая промышленность и энергетика, для герметизации контейнеров под высоким и сверхвысоким давлением. 　　3. Новая конструкция высоконапорного уплотнения на основе резиновой прокладки формы O. Тройное уплотнение обеспечивается с помощью резиновой прокладки формы O, которая располагается в двух уплотнительных канавках; прокладка проходит вдоль периферии плоской крышки. В резиновом кольце противосдвига плоского крышки состоят равномерно расположенные секторальные кольцевые листы и кольцевые листы с параллельными боковыми поверхностями; в радиальной части каждого секторального и кольцевого листа имеются резьбовые отверстия. Радиальный уплотнитель за счёт цепочки размеров **повышает степень сжатия предварительно установленного уплотнения, тем самым повышая надёжность радиального тройного уплотнения** ； Радиальная герметизация на кронштейне и герметизация во взаимно перпендикулярных осевых направлениях обеспечивают полную герметичность конструкции.