Úplné vysvetlenie tesniacich mechanizmov tesnení tepla: Od distribúcie kontaktného tlaku po blokovanie kanálov úniku- Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd

1. Základná teória mechanizmu tesnenia

Fyzický základ tesnenia mechanizmu

Teória kontaktného tlaku

Podstatou tesnenia tesnenia je stanovenie dostatočného kontaktného napätia na kompenzáciu stredného tlaku

Minimálny efektívny tlak tesnenia (koeficient Y): Minimálne napätie v tlaku pre tesnenie, ktoré začne vytvárať tesniaci účinok

Koeficient tesnenia (M): Pomer kontaktného tlaku potrebného na udržanie tesnenia k strednému tlaku (štandardná odporúčaná hodnota ASME PCC-1)

Povrchová interakcia

Skutočná kontaktná oblasť predstavuje iba 5-15% zjavnej kontaktnej oblasti (teória drsného povrchu Wickers)

Mikro utesnenie sa dosiahne vyplnením povrchových žľabov plastickou deformáciou

Drsnosť povrchu RA by sa mala riadiť pri 3,2-6,3 μm (štandard ISO 4288)

Charakteristiky distribúcie kontaktného tlaku

Tvorba trojrozmerného tlakového poľa

Distribúcia makroskopického tlaku generovaná zaťažením prírubovej skrutky

Vrchol miestneho kontaktného tlaku (až 2-3-násobok priemerného tlaku)

Účinok na okraji: 15% útlm tlaku plochy vonkajšej hrany príruby dosahuje 40%

Mechanizmus blokovania únikových kanálov

Viacpätie tesnenia

Makroskopická stupnica: Systém prírubového vozíka tvorí mechanickú bariéru

Mikroskopická stupnica: Materiál tesnenia vyplňuje defekty povrchu (＞ 90% úniku sa vyskytuje v povrchových defektoch hladiny 10 μm)

Molekulárna stupnica: Permeačné blokovanie polymérnych reťazcov (zvlášť kritické pre molekuly plynu)

Proces dynamického tesnenia

Počiatočná fáza kompresie: Hrúbka tesnenia klesá o 20-30%

Fáza relaxácie stresu: 15-25% strata predpätia za prvých 8 hodín

Pracovná fáza: Potrebujete splniť: p_contact ≥ m × p_media Δp_thermal

2. Pracovný princíp tesnenia výmenníka tepla

Základný princíp tesnenia

Elastická deformácia a kontaktný tlak

Tesnenie podlieha elastickej alebo plastickej deformácii pri pôsobení predpätia skrutky, čím sa naplní mikroskopické nerovnosti medzi prírubami alebo doskami (drsnosť povrchu zvyčajne vyžaduje RA <3,2 μm).

Vytvára sa miestna vysokotlaková kontaktná plocha (kovové tesnenia môžu dosiahnuť 200-500 mPa, nekovové tesnenia 50-150 MPa), čo blokuje cestu strednej penetrácie.

Mechanizmus povrchovej väzby

Mikroskopická úroveň: Flexibilita materiálov tesnenia (ako je grafit, PTFE) spôsobuje, že vrcholy drsnosti povrchu zapadajú dokopy, čo eliminuje kanály úniku> 5 μm.

Makroskopická úroveň: štruktúra tesnenia (ako je tvar vlny, tvar zubov) kompenzuje odchýlku paralelizmu príruby prostredníctvom geometrickej deformácie (suma kompenzácie je zvyčajne 0,05-0,2 mm).

Adaptabilita za dynamických pracovných podmienok

Kompenzácia tepelného cyklu

Tesnenie musí mať výkon odrazu (štandard ASTM F36 vyžaduje odrazovú mieru ≥ 40%) na kompenzáciu rozdielu tepelnej expanzie príruby.

Adaptácia tlakového kolísania

Keď sa vnútorný tlak zvyšuje, stredný tlak pôsobí na vnútorný okraj tesnenia, čím sa vytvára samoliečujúci účinok (sebestačný koeficient tesnenia kovových rán M = 2,5-3,0).

Pracovné podmienky vibrácií

Dizajn opotrebenia proti fretingu (napríklad povlak PTFE) môže znížiť opotrebenie tesniaceho povrchu spôsobeného vibráciami.

3. Tesnenie tepla Často

Otázka: Aké sú hlavné typy tesnení výmenníka tepla?

Tesnenia výmenníka tepla sú hlavne rozdelené do troch kategórií:

Nemetalické tesnenia: ako je nitril guma (NBR), EPDM, Fluororubber atď., Vhodný pre podmienky strednej a nízkej teploty (-50 ~ 200 ℃)

Kovové tesnenia: vrátane medených tesnení, tesnení zubov z nehrdzavejúcej ocele atď., Odolné voči vysokému teplote a vysokému tlaku (do 800 ℃/25 MPa)

Semi-metalické tesnenia: napríklad tesnenia kovových rán (prúžky z nehrdzavejúcej ocele), ktoré majú elasticitu aj pevnosť a sú vhodné pre podmienky tepelného cyklu