Úplné vysvětlení těsnicího mechanismu těsnění výměníku tepla: Od rozdělení kontaktního tlaku po blokování kanálu pro únik kanálu- Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd

1. Základní teorie mechanismu těsnění

Fyzický základ těsnicího mechanismu

Teorie kontaktního tlaku

Podstatou těsnění těsnění je vytvoření dostatečného kontaktního napětí, aby se vyrovnal střední tlak

Minimální efektivní utěsňovací tlak (koeficient Y): Minimální stlačovací napětí pro těsnění začne vytvářet účinek těsnění

Koeficient těsnění (M): Poměr kontaktního tlaku potřebného k udržení těsnění ke střednímu tlaku (ASME PCC-1 standardní doporučená hodnota)

Interakce povrchu

Skutečná kontaktní oblast představuje pouze 5-15% zjevné kontaktní oblasti (teorie drsných povrchů Wickers)

Mikro-upevňování je dosaženo vyplněním povrchových žlabů plastickou deformací

Drsnost povrchu RA by měla být kontrolována při 3,2-6,3 μm (standard ISO 4288)

Charakteristiky distribuce tlaku kontaktu

Tvorba trojrozměrného tlakového pole

Distribuce makroskopického tlaku generované zatížením šroubu příruby

Vrchol místního kontaktního tlaku (až 2-3násobek průměrného tlaku)

Efekt hrany: Tlak z oblasti 15% útlum vnějšího okraje příruby dosahuje 40%

Mechanismus blokování kanálu pro únik

Princip těsnění více měřítka

Makroskopická stupnice: Systém přírubového gasketu tvoří mechanickou bariéru

Mikroskopická stupnice: Materiál těsnění vyplňuje povrchové defekty (＞ 90% úniku se vyskytuje v povrchových vadách úrovně 10 μm)

Molekulární měřítko: Blokování polymerních řetězců (zejména kritických pro molekuly plynu)

Proces dynamického těsnění

Počáteční fáze komprese: Tloušťka těsnění se snižuje o 20-30%

Fáze relaxace stresu: 15-25% ztráta předpětí za prvních 8 hodin

Pracovní fáze: Je třeba se setkat: P_Contact ≥ M × P_MEDIA ΔP_Thermal

2. pracovní princip těsnění výměníku tepla

Základní princip těsnění

Elastická deformace a kontaktní tlak

Těsnění podléhá elastické nebo plastové deformaci pod působením předpětí šroubu a vyplňuje mikroskopickou nerovnost mezi přírubou nebo destičkami (drsnost povrchu obvykle vyžaduje RA <3,2 μm).

Vytváří se místní vysokotlaká kontaktní oblast (kovová těsnění může dosáhnout 200-500 mPa, nekovové těsnění 50-150MPA), což blokuje střední penetrační cestu.

Mechanismus povrchové vazby

Mikroskopická úroveň: Flexibilita těsnicích materiálů (jako je grafit, PTFE) způsobuje, že vrcholy drsnosti povrchu zapadají dohromady a eliminují únikové kanály> 5 μm.

Makroskopická úroveň: Struktura těsnění (jako je tvar vlny, tvar zubu) kompenzuje odchylku paralelismu příruby prostřednictvím geometrické deformace (částka kompenzace je obvykle 0,05-0,2 mm).

Adaptabilita za dynamických pracovních podmínek

Kompenzace tepelného cyklu

Těsnění musí mít odrazový výkon (standard ASTM F36 vyžaduje, aby kompenzovala odskok ≥ 40%), aby kompenzoval rozdíl tepelné roztažnosti příruby.

Adaptace tlaku

Když se vnitřní tlak zvyšuje, střední tlak působí na vnitřní okraj těsnění a vytváří efekt samosprávy (koeficient samosprávy těsnění kovové rány M = 2,5-3,0).

Pracovní podmínky vibrací

Konstrukce opotřebení anti-zřízení (jako je například povlak PTFE) může snížit opotřebení těsnicího povrchu způsobeného vibracemi.

3. Těsnění výměníku tepla FAQ

Q1: Jaké jsou hlavní typy těsnění výměníku tepla?

Těsnění výměníku tepla jsou rozděleny hlavně do tří kategorií:

Nekovové těsnění: například nitrilní guma (NBR), EPDM, Fluororubber atd., Vhodné pro podmínky střední a nízké teploty (-50 ~ 200 ℃)

Kovová těsnění: včetně měděných těsnění, těsnění z nerezové oceli atd., Odolné vůči vysoké teplotě a vysokému tlaku (až 800 ℃/25MPA)

Polokovová těsnění: například těsnění kovové rány (grafitové proužky z nerezové oceli), které mají elasticitu i sílu a jsou vhodné pro podmínky tepelného cyklu