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行業(yè)應(yīng)用

深冷工程密封系統(tǒng)方案

斯晏爾為您解決深冷工程密封系統(tǒng)問(wèn)題,可提供設(shè)計(jì)方案,讓“中國(guó)制造贏在密封”。

深冷工程密封系統(tǒng)是指針對(duì)深冷冷媒介質(zhì)(如LNG、 液氧、液氮、液氫、液氦、液氨)等介質(zhì)下的密封問(wèn)題。

     隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,液氫、液氧、液氮被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的加工制造、醫(yī)療、食品冷藏和航天軍事等方面。
   工業(yè)生產(chǎn):切削加工中的應(yīng)用;
   醫(yī)療:冷凍治療;
  食品:迅速冷凍和運(yùn)輸食品,或制作冰品;
  航天軍事:固體火箭以及導(dǎo)彈的推進(jìn)劑;
      深冷介質(zhì)的普及越來(lái)越高,為深冷機(jī)械裝備行業(yè)帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng),但深冷條件也給深冷裝備的“密封”帶來(lái)了新的困難。由于深冷低溫密封條件苛刻,加之涉及多種學(xué)科和設(shè)計(jì)領(lǐng)域,題比較復(fù)雜。據(jù)我司對(duì)深冷密封的研究,以及為中航及查特深冷以及流體裝卸行業(yè)所取得的深冷密封經(jīng)驗(yàn)。
              

我們分析深冷密封需要解決的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)。
1、材料的低溫脆性
  材料受深冷介質(zhì)影響由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài),導(dǎo)致應(yīng)力流失和應(yīng)力松弛材料力學(xué)性能下降。易發(fā)生
低溫脆斷。

                  當(dāng)溫度降低到某一溫度時(shí),屈服強(qiáng)度增大到高于斷裂強(qiáng)度時(shí),在這個(gè)溫度以下材料的屈服強(qiáng)度比斷裂強(qiáng)度大,因此材料在受力時(shí)還未發(fā)生屈服便斷裂了,材料顯示脆性。

2、材料的線脹系數(shù)
      
在低溫狀態(tài)下,由于不同材料線漲系數(shù)不同引起收縮不均。當(dāng)收縮應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度極限時(shí),
零件將不可避免的發(fā)生扭曲變形

                   當(dāng)密封件處于低溫環(huán)境下,材料會(huì)發(fā)生收縮,低溫彈性不好,即耐寒壓縮系數(shù)不符合要求。低溫是收縮量大且過(guò)硬,兩法蘭面和密封圈形成“剛性連接”。
3、解決材料的追隨性、自補(bǔ)償性。
       有的橡膠材料包括高功能塑料,在深冷介質(zhì)中都會(huì)出現(xiàn)遇冷收縮。密封件與結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)補(bǔ)償間隙。密
封件靠自身無(wú)法提供需要的補(bǔ)償。

                         低溫環(huán)境下,密封材料會(huì)收縮。導(dǎo)致回彈性下降,旋轉(zhuǎn)的軸由于產(chǎn)生穿動(dòng)和角度擺動(dòng)。會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償間隙。

4、深冷介質(zhì)對(duì)工件相變的影響。
金屬在深冷介質(zhì)中容易發(fā)生由奧氏體向馬氏體的晶體相變。

解決方案:
   
    根據(jù)現(xiàn)有深冷行業(yè)出現(xiàn)的各種泄漏情況分析。其中包括:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題;材料性能不能滿(mǎn)足的問(wèn)題;生產(chǎn)
工藝欠缺的問(wèn)題;我司現(xiàn)已根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)與多年的基礎(chǔ)知識(shí)的積累,對(duì)以上問(wèn)題逐一解決。

1、設(shè)計(jì)依據(jù):

 
     采用有限元分析,建立各種彈性體三維力學(xué)模型。其基本原理為將求解域分割成通過(guò)節(jié)點(diǎn)互連的有限個(gè)單元,可設(shè)定載荷、溫度、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等來(lái)大致估計(jì)產(chǎn)品在超低溫環(huán)境下的變形,以及得到平衡方程,物理方程,幾何方程,邊界條件來(lái)得到解決問(wèn)題的解。       
2、技術(shù)創(chuàng)新
①  打破傳統(tǒng)的單一材料制成低溫密封件,綜合金屬和非金屬的特性。同時(shí)也在超低溫環(huán)境中互補(bǔ)不足,金屬
     材料的收縮率沒(méi)有非金屬那么大,但金屬材料能保證整個(gè)尺寸的穩(wěn)定性。
②  為了克服低溫材料的冷流性、導(dǎo)熱性差等缺點(diǎn),較少產(chǎn)品的磨損,需要采取以材料為基體與碳纖維、聚酰
     亞胺、聚醚醚銅等材料復(fù)合,讓材料本身就具體化學(xué)穩(wěn)定性、極低的摩擦系數(shù)和廣闊的操作溫度,同時(shí)具
     有好的堅(jiān)韌性。
③  綠色制造技術(shù)是實(shí)施ISO14001的技術(shù)基礎(chǔ);采用綠色設(shè)計(jì)技術(shù);采用清潔能源,杜絕或減少有害排放;
     采用節(jié)能工藝,提高能源利用率;采用精密成型工藝,提高材料利用率;無(wú)毒、低毒工藝材料及工藝,將
     有害排放降至最少;低震動(dòng)、低噪聲、低輻射工藝裝備;廢棄物再生回用;末端治理、達(dá)標(biāo)排放。


3、加工工藝
      
生產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格按照提供的設(shè)計(jì)圖紙尺寸進(jìn)行加工,(包括公差)同時(shí)要注意加工時(shí)和檢驗(yàn)產(chǎn)品時(shí)溫差帶來(lái)的
尺寸誤差。

4、深冷相關(guān)實(shí)驗(yàn)
線性磨耗儀 評(píng)估產(chǎn)品的耐磨性,從而估算產(chǎn)品的使用壽命,提醒用戶(hù)及時(shí)更換產(chǎn)品。
彈簧測(cè)試工作臺(tái) 評(píng)估產(chǎn)品的耐磨性,從而估算產(chǎn)品的使用壽命,提醒用戶(hù)及時(shí)更換產(chǎn)品。
塑料拉伸試驗(yàn)機(jī) 測(cè)量主密封材料的拉伸強(qiáng)度,相對(duì)低溫環(huán)境下,材料的拉伸量是否有變化。
低溫檢測(cè)設(shè)備 為了檢測(cè)產(chǎn)品在低溫環(huán)境下的尺寸變化是否影響產(chǎn)品的密封性能,必須對(duì)
產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),更好的了解產(chǎn)品隨溫度變化對(duì)產(chǎn)品的影響。
扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī) 測(cè)試彈簧的屈服強(qiáng)度是否滿(mǎn)足產(chǎn)品的要求,可以更好的提高產(chǎn)品性能。

       受制于深冷密封問(wèn)題,深冷行業(yè)在國(guó)內(nèi)一直未能快速高效的運(yùn)行。大部分從事于該行業(yè)的企業(yè)依舊大批采用進(jìn)口,致使國(guó)內(nèi)資金大量外流、技術(shù)能力層次得不到快速提高。從而導(dǎo)致過(guò)分地依賴(lài)于進(jìn)口設(shè)備的引進(jìn),并承受著國(guó)外技術(shù)支持的高昂代價(jià)。我司在深冷裝備鏈中的深冷密封研究與開(kāi)發(fā),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白,減少資金外流以及資源大幅浪費(fèi),增加行業(yè)效應(yīng)比,為設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化提供必要的技術(shù)支持。使中國(guó)制造贏在密封。