آلية الختم ومزايا الأداء لحشيات المفاصل الحلقي تحت درجة حرارة عالية وظروف الضغط العالي

1. خلفية التطبيق الصناعي من رنين حشيات المفصل

تعد حشيات المشتركة الدائرية مكونات ختم رئيسية في صناعة النفط ، ومنصات الحفر وأنظمة خطوط أنابيب الضغط العالي ، وهي مصممة لظروف العمل الشديدة. في معدات إنتاج النفط والغاز ، عادة ما تحتاج خطوط الأنابيب والحاويات إلى تحمل الضغوط التي تتجاوز 9.8 ميجا باسكال ودرجات حرارة أعلى من 700 ℃. الحشيات التقليدية غير المعدنية (مثل المطاط أو الأسبستوس) عرضة للزحف أو الشيخوخة أو التآكل الكيميائي ، في حين أصبحت حشيات مفصل الحلقة المعدنية خيارًا موثوقًا في بيئات عالية من درجة الحرارة وبيئات الضغط العالي من خلال مبادئ الختم الفريدة ذاتية الإغلاق والتصميم الهيكلي عالي الدقة.

2. آلية الختم لحشيات المفصل الحلقة

تشوه البلاستيك يملأ العيوب الصغيرة من الشفاه

يكمن جوهر الختم لحشيات المفصل الحلقي في قدرة تشوه البلاستيك للمواد المعدنية. عندما تطبق البراغي قوة التثبيت ، تتدفق الحشية (عادة ما تكون مصنوعة من المعدن الناعم مثل الحديد النقي أو النحاس أو الفولاذ المطلي بالفضة) بشكل بلوبيا تحت الضغط العالي وتخترق غير المتكافئ المجهري لسطح الختم الشفة ، مما يمنع قناة التسرب. طريقة الختم "المعدنية إلى المعدنية" هذه أكثر مقاومة لارتفاع درجة الحرارة وصدمة الضغط من الحشيات غير المعدنية.

حل لتسرب الواجهة: من خلال التحميل المسبق للبراغي العالي (عادة ما يكون أكثر من 70 ٪ من قوة العائد المادي) ، تأكد من تركيب الحشية وسطح التلامس شفة بإحكام لتقليل تسرب الواجهة الناجم عن التشوه الحراري أو الاهتزاز.

الوقاية من تسرب الاختراق: تحتوي الحشيات المعدنية على بنية غير مسامية ، والتي تتجنب مشكلة الاختراق المتوسط ​​الناجم عن الألياف السائبة في المواد غير المعدنية.

يعزز تصميم الإزاحة الذاتية موثوقية الختم

تتبنى بعض الحشيات الحلقي "مبدأ المنطقة غير المدعومة" وتستخدم الضغط الداخلي للنظام لدفع الحشية لزيادة الضغط على السطح لتشكيل تأثير ديناميكي لضوء الذات. يعمل هذا التصميم على تحسين أداء الختم عندما يزداد الضغط ، خاصة بالنسبة لخطوط أنابيب الزيت والغاز مع تقلبات الضغط المتكررة.

3. مزايا الأداء تحت درجة حرارة عالية وظروف ضغط عالية

مقاومة المواد للبيئات القاسية

ثبات درجات الحرارة المرتفع: يمكن أن تحافظ الحشيات المصنوعة من السبائك المستندة إلى النيكل (مثل GH4169) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (SUS316L) على القوة في حدود -200 ℃ إلى 700 ℃ ، ويمكن أن تصل درجة حرارة العمل على المدى الطويل إلى 538 ℃ (المقابلة لمعيار ASME B16.20).

مقاومة التآكل الكيميائي: يمكن أن تمنع الطلاء الفضي أو النيكل التآكل من كبريتيد الهيدروجين (H₂s) والوسائط الحمضية ، مما يطيل عمر الحشية.

التصميم الهيكلي والقدرة على التكيف

متطلبات المعالجة عالية الدقة: يجب أن تتم مطابقة حشية المفصل الحلقي بدقة مع الأخدود الحلقي للشفة (مثل نوع R أو نوع RX) ، ويجب التحكم في التسامح في حدود ± 0.05 مم لضمان تأثير الختم الأولي.

تحسين قوة الحافة: بالمقارنة مع الحشيات المسطحة التقليدية ، تتطلب الحشيات الحلقية التحميل المسبق لأقل الترباس ، مما قد يقلل من خطر تشوه الحافة.

4. الاعتبارات الرئيسية في التطبيقات العملية

• نقاط التثبيت والصيانة

إدارة عزم دوران الترباس: يجب تشديد البراغي على مراحل وفقًا للمعايير لتجنب التسرب الناجم عن الإجهاد غير المتكافئ.

المعالجة السطحية: يجب التحكم في خشونة سطح ختم الحافة عند 0.8 ~ 1.6μm (قيمة RA). عالية جدا أو منخفضة جدا سوف تؤثر على الختم.

• وضع الفشل والحل

تسرب الدورة الحرارية: قد تتسبب التغيرات في درجة الحرارة المفاجئة في تخفيف البراغي ، ويجب إعادة تضييقها بعد الإغلاق.

تصلب المواد: قد يصبح المعدن هشًا تحت درجة حرارة عالية الأجل عالية الأجل ، لذلك يوصى باستبدالها بانتظام (عادة كل 3-5 سنوات).

5. مقارنة مع الحشيات التقليدية