機(jī)械密封設(shè)計方法的新突破

    機(jī)械密封設(shè)計方法的新突破

    從機(jī)械密封的設(shè)計方法來說，長期以來，ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范中的設(shè)計規(guī)則以及Rossheina和Markl推薦的機(jī)械密封墊片設(shè)計參數(shù)廣泛用于螺栓法蘭連接的設(shè)計。這些稱為m與y的系數(shù)已用了半個世紀(jì)，通常也能滿足工業(yè)上的要求，但其致命缺點(diǎn)是它們未經(jīng)實驗驗證，又因為缺乏標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法因而不能擴(kuò)大到新的產(chǎn)品和材料中；此外ASME規(guī)范的系數(shù)不考慮泄漏率，顯然也是不科學(xué)的；因此需要找到一種設(shè)計方法既考慮泄漏率又把連接的密封性作為設(shè)計準(zhǔn)則。為了解決這些問 題，由PVRC在20世紀(jì)70年代和其他技術(shù)協(xié)會開始進(jìn)行了一系列研究項目，并已完成了室 溫墊片試驗（R0TT),根據(jù)試驗結(jié)果提出了新的設(shè)計試驗方法。美國機(jī)械工程師學(xué)會 (ASME)專題T.作組(SWG)正在作進(jìn)一步補(bǔ)充。此外，美國材料試驗學(xué)會（ASTM)的一個課題組也在評定PVRC提出的墊片密封試驗方法，并開始新一輪試驗，以起草一個標(biāo)準(zhǔn)使制造廠能夠向用戶提供新的或改進(jìn)的墊片系數(shù)。這些工作一旦完成，將出現(xiàn)兩個重要變化：①新的密封設(shè)計的非規(guī)定性附錄將出現(xiàn)在ASME-Vf-1中，它與現(xiàn)在的附錄丨同時有效并最終 替代它，它包括新的墊片常數(shù)（Q、《和〇,栽荷設(shè)計公式也將相應(yīng)變動；②頒布執(zhí)行新的ASTM墊片試驗標(biāo)準(zhǔn)，并可用它來確定墊片常數(shù)。這些變化將使設(shè)計人員可以使用上真正經(jīng)過墊片制造廠或供應(yīng)商按照新的標(biāo)準(zhǔn)驗證的墊片常數(shù)。

    值得指出的是新的墊片常數(shù)及方法與傳統(tǒng)ASME規(guī)范方法不同。后者不考慮墊片連接的密封性，而主要用來確定設(shè)計蜾栓栽荷或者用來證明按應(yīng)力準(zhǔn)則法蘭尺寸可以滿足設(shè)計要求。 所以密封設(shè)計成功與否僅取決于m和y的稍確與適合程度，而恰恰這些數(shù)值是有疑問的《新 的設(shè)計方法中的設(shè)計參數(shù)來自標(biāo)準(zhǔn)試驗方法得到的泄漏率數(shù)據(jù)，因此它考慮了螺栓連接設(shè)計 的密封要求，即要求先計算墊片達(dá)到和保持相應(yīng)于一定密封度等級的泄漏率必須的最小預(yù)緊 和操作時的密封性參數(shù)，然后通過一連串與墊片常數(shù)有關(guān)的公式計算墊片達(dá)到和保持這樣的 泄漏水平所必笛的最小墊片應(yīng)力，從而確定螈栓載荷及尺寸，顯然這種做法是科學(xué)合理的。

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