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金属高温密封件的演变——如何确定金属密封件的类型?

时间:2022-10-26 浏览:1146

       金属高温密封作为一种特殊的密封材料,已经在恶劣的工作环境中使用了几十年,如高温、高压、辐射和腐蚀性介质。到目前为止,市场上有这么多的金属高温密封来匹配不同的应用程序,所以新用户有时会对如何选择感到困惑,以及如何设计金属高温密封解决方案变得至关重要。

金属O形圈及其增强形式

       金属O形圈是基本的金属高温密封件。金属O形圈由适合恶劣工作环境的高 强度金属管制成。它们是高压/高温密封的解决方案,可以忽略回弹。由于其独特的结构和材料,金属O形圈可用于高温(高达750°C),低温(低温)°C),高压(高达150Mpa),高真空(高达1E-9mmHg)还有其他不 良的静态密封。

       一般情况下,标准金属O形圈应低于10bar)高温(低于500)°C)在条件下使用。如果压力升高,建议在金属O形圈(也称通风金属O形圈)上开一个通风孔,这样可以利用系统压力提高密封性。如果压力很高,比如超过100Mpa,可以考虑在金属O形圈管内安装弹簧。内部弹簧可能会变软,以应对过大的压力。

       在某些应用中,工作温度相当高(>600°C);在这种情况下,应考虑使用充气金属O形圈。与标准金属O形圈相比,充气金属O形圈中的气体在高温下膨胀,使金属管更难变形。

金属C形圈及其增强形式

       有些高温密封应用受到法兰载荷、法兰运动或两个变量组合的限 制。因此,各种金属高温密封设计(如金属C形圈)被用作金属O形圈的替代品。

       C类似的应用中使用了类似的类型环和金属O形环,但提供了额外的灵活 性和较低的法兰负载要求。组装过程中的线性压缩相当于法兰密封,约为百分之二十,但实现这一点所需的力约为等效金属O形圈的一半。由于C暴露在压力下,因此必 须正确设计和安装外部和内部压力。

       其中一门和其他需要泄漏的应用封的应用程序中,设计了一个金属C形环。紧密包裹的螺旋弹簧被一个或两个金属套筒包围。当使用两个金属套筒时,内部金属环将能 量从弹簧转移到外部金属层。外层由各种涂层材料制成,包括高 纯度的银,比法兰槽表面更耐用。

       应用领域高达350个MPa真空和高达750°C低温。考虑到法兰运动,弹簧增加了额外的抗拉强度。增强弹簧压缩导致法兰负载大于金属O形环和C形环。压缩到百分之十六的设计标准需要200–700N/mm。

       金属V形圈在一些应用中,如燃气轮机、旋转装置、阀门或涡轮增压器,螺栓力较低,但需要明显的回弹。如果泄漏率较低(如1)E-7mbar*l/s),金属V形圈适用于此应用。金属V形圈建在金属中“V”基础上;预载需求远低于相应的金属C型圈和金属O型圈,但回弹性能几乎是金属O型圈的10倍,金属C型圈的4倍。

金属U形圈(金属C形圈用于轴向压力)

       与金属O形圈相比,金属C形圈提供了更好的灵活 性,因此金属C形圈也可以设计为适应轴向压力。在这种情况下,它也被称为金属U形环,其子状态更为相似“U”形状。活塞密封、杆密封、螺栓和阀门应用是金属U型圈的典型应用。

金属E型圈(W型圈)

       在航 空航 天和管道应用等某些操作条件下,其温度较高,回弹性能高于V型环,但可提供较低的法兰载荷(5-25)N/mm)。然后为这些应用设计了金属E型圈(W型圈)。密封件的标准材料是高镍合金N07718(合金718)。由于合金718的物理性能,金属E形环可以实现的反 弹。

总结

       金属高温密封设计是一项系统工程。为您的应用程序选择好的金属高温密封类型,不仅要考虑泄漏率,还要考虑所有工作变量,如温度、压力、法兰负载和法兰运动。