En fullständig förklaring av tätningsmekanismen för värmeväxlarpackningar: från kontakttrycksfördelning till läckage kanalblockering- Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd

1. Grundläggande teori om tätningsmekanism

Fysisk grund för tätningsmekanism

Kontakttrycksteori

Kärnan i tätning av packning är att upprätta tillräcklig kontaktspänning för att kompensera mediumtrycket

Minsta effektivt tätningstryck (Y -koefficient): Minsta tryckspänning för packningen för att börja ge en tätningseffekt

Packningskoefficient (M): Förhållandet mellan kontakttrycket som krävs för att bibehålla tätningen till mediumtrycket (ASME PCC-1 Standard rekommenderat värde)

Ytinteraktion

Det faktiska kontaktområdet står för endast 5-15% av det uppenbara kontaktområdet (Wickers Rough Surface Theory)

Mikrostätning uppnås genom att fylla ytdrågen genom plastisk deformation

Ytråhet RA bör styras vid 3,2-6,3μm (ISO 4288 Standard)

Kontakttrycksfördelningsegenskaper

Tredimensionell tryckfältbildning

Makroskopisk tryckfördelning genererad av flänsbultbelastning

Lokal kontakttryckstopp (upp till 2-3 gånger det genomsnittliga trycket)

Kanteffekt: 15% områdestrycksdämpning av flänsens ytterkant når 40%

Läckkanalblockeringsmekanism

Flerskalig tätningsprincip

Makroskopisk skala: Fläns-kasket-system bildar en mekanisk barriär

Mikroskopisk skala: packningsmaterial fyller ytfel (＞ 90% av läckage sker i ytfel på 10μm nivå)

Molekylär skala: Permeationsblockering av polymerkedjor (särskilt kritiska för gasmolekyler)

Dynamisk tätningsprocess

Inledande kompressionssteg: Packningstjocklek minskar med 20-30%

Stressavslappningsstadium: 15-25% Förlust av förbelastningen under de första 8 timmarna

Arbetssteg: Behöver träffas: P_CONTACT ≥ M × P_Media ΔP_THERMAL

2. Arbetsprincipen om värmeväxlarpätning

Grundläggande tätningsprincip

Elastisk deformation och kontakttryck

Packningen genomgår elastisk eller plastisk deformation under verkan av bultförstörning, och fyller den mikroskopiska ojämnheten mellan flänsar eller plattor (ytråhet kräver vanligtvis RA≤3,2μm).

Ett lokalt kontaktområde med högt tryck bildas (metallpackningar kan nå 200-500MPa, icke-metallpackningar 50-150MPa), vilket blockerar den medelstora penetrationsvägen.

Ytbindningsmekanism

Mikroskopisk nivå: Flexibiliteten hos packningsmaterial (såsom grafit, PTFE) gör att ytråhetstopparna passar ihop, vilket eliminerar läckkanaler> 5μm.

Makroskopisk nivå: Packningstrukturen (såsom vågform, tandform) kompenserar för flänsparallellismavvikelsen genom geometrisk deformation (kompensationsmängden är vanligtvis 0,05-0,2 mm).

Anpassningsförmåga under dynamiska arbetsförhållanden

Termisk cykelkompensation

Packning måste ha rebound -prestanda (ASTM F36 -standarden kräver en rebound -hastighet på ≥40%) för att kompensera för den termiska expansionsskillnaden i flänsen.

Anpassning av tryckfluktuation

När det inre trycket ökar verkar mediumtrycket på packningens inre kant och bildar en självtätande effekt (självtätskoefficient för metallsår packning M = 2,5-3,0).

Vibrationsförhållanden

Anti-fretting slitkonstruktion (såsom PTFE-beläggning) kan minska slitaget på tätningsytan orsakad av vibrationer.

3. Värmeväxlare packning Vanliga frågor

F1: Vilka är de viktigaste typerna av värmeväxlarpackningar?

Värmeväxlarpackningar är huvudsakligen uppdelade i tre kategorier:

Icke-metalliska packningar: såsom nitrilgummi (NBR), EPDM, fluororubber, etc., lämpliga för medelstora och låga temperaturförhållanden (-50 ℃ ~ 200 ℃)

Metallpackningar: Inklusive kopparpackningar, rostfritt stål tandade packningar etc., resistenta mot hög temperatur och högt tryck (upp till 800 ℃/25MPa)

Semimetalliska packningar: såsom metallsårpackningar (grafit rostfritt stålremsor), som har både elasticitet och styrka och är lämpliga för termiska cykelförhållanden