用于高压容器的双斜面楔形垫片及密封结构的制作方法

文档序号:43320401发布日期:2025-10-10 20:06阅读:21来源:国知局

本发明涉及密封结构领域,具体为用于高压容器的双斜面楔形垫片及密封结构。


背景技术:

1、在石油化工、能源电力、航空航天等众多领域中,高压容器发挥着至关重要的作用。高压容器需在极高压力环境下安全稳定运行,其密封性能直接关乎系统的可靠性、安全性以及运行效率。

2、管箱平盖与管箱法兰作为高压换热器的关键连接部位,其密封性能的优劣直接影响整个设备的运行稳定性和安全性。在实际运行中,高压、高温以及介质的强腐蚀性等恶劣工况,对该部位的密封提出了极高要求。

3、对于高压换热器管箱平盖与管箱法兰的密封,传统的采用薄膜板式密封或焊唇式密封,膜板式密封在边缘采用角焊缝密封焊,这两种密封方式,每次检修时,需要将角焊缝或焊唇处的密封焊焊缝刨掉,并对刨掉的部位在现场进行二次修磨后才可以更换、安装新的密封件,维修十分不便。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构及其使用方法,解决在现场进行二次修磨后才可以更换、安装新的密封件,维修十分不便的问题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,包括管箱端部,所述管箱端部的外壁设置有螺柱,所述螺柱的外壁螺纹连接有螺母,所述螺母的外壁贴合有平盖,所述平盖的内壁贴合在螺柱的外壁,所述平盖的外壁贴合有双斜面楔形垫片,所述双斜面楔形垫片的外壁贴合在管箱端部的外壁,所述螺柱在拧紧平盖的产生的预紧载荷大于双斜面楔形垫片系数与介质内压的乘积。

3、优选的,所述双斜面楔形垫片的截面形状及尺寸根据标准进行设定,形成不同的规格。

4、优选的,配套使用的法兰、平盖的密封面及结构尺寸根据标准进行设定,形成不同的规格。

5、优选的,所述双斜面楔形垫片的制备方法包括以下步骤:

6、s1、原材料准备:根据高压密封的性能需求,选用不锈钢原料;

7、s2、锻造坯料:将原料首先锻造成双斜面楔形坯料,再将坯料锻造成双斜面楔形垫片;

8、s3、机械加工:按照尺寸使用机械加工设备对已经锻造完毕的双斜面楔形垫片进行加工;

9、s4、表面处理:对成型后的双斜面楔形垫片进行表面处理。

10、优选的,所述s1中不锈钢原料含镍量在8%-11%之间,含铬量在18%-20%之间。

11、优选的,所述s2中在等温锻造时,将锻造温度精准控制在1050℃-1080℃之间,锻造压力设定在120mpa-150mpa之间。

12、优选的,所述s2中初步锻造形成双斜面楔形坯料的基础上,增加1-2次精锻工序,每次锻造后对坯料进行冷却,冷却速度控制在15℃/min-20℃/min,使坯料温度降至800℃-850℃后再进行下一道次锻。

13、优选的,所述s3包括以下步骤:

14、s301、将双斜面楔形垫片的设计三维模型导入加工中心的控制系统;

15、s302、调整车削数值,切削速度为2500-3500r/min,进给量为0.08-0.12mm/r,切削深度为0.3-0.4mm。

16、优选的,所述s4中首先进行钝化处理,将成型的双斜面楔形垫片放置在由质量分数为20%-30%硝酸、2%-5%氢氟酸和余量水组成的钝化液中,温度在30℃-40℃,浸泡时间为20-30分钟。

17、优选的,所述s4中将钝化完毕的双斜面楔形垫片的表面涂覆一层纳米陶瓷涂层,厚度在50-100μm。

18、本发明提供了用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构及其使用方法。具备以下

19、有益效果:

20、1、本发明中,通过在管箱端部和平盖之间加设双斜面楔形垫片,通过螺母和螺柱的方式进行固定,可以实现自紧式密封,不需特别大的螺栓预紧载荷,达到简化了后期检维修工作,仅更换双斜面楔形垫片,不再进行现场焊接的效果。

21、2、本发明中,通过对原料初步锻造之后,在进行精锻,能让坯料充分变形、精确成型,形成均匀组织结构,提升双斜面楔形垫片使用寿命的效果。

22、3、本发明中,通过首先对双斜面楔形垫片先进行钝化处理形成氧化膜阻挡腐蚀,处理完毕之后,再涂覆纳米陶瓷涂层,填补凹坑缝隙,达到提升垫片的耐腐蚀性,减少密封间隙,增强使用性能的效果。



技术特征:

1.用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,包括管箱端部(1),其特征在于,所述管箱端部(1)的外壁设置有螺柱(2),所述螺柱(2)的外壁螺纹连接有螺母(3),所述螺母(3)的外壁贴合有平盖(4),所述平盖(4)的内壁贴合在螺柱(2)的外壁,所述平盖(4)的外壁贴合有双斜面楔形垫片(5),所述双斜面楔形垫片(5)的外壁贴合在管箱端部(1)的外壁,所述螺柱(2)在拧紧平盖(4)的产生的预紧载荷大于双斜面楔形垫片(5)系数与介质内压的乘积。

2.根据权利要求1所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述双斜面楔形垫片(5)的截面形状及尺寸根据标准进行设定,形成不同的规格。

3.根据权利要求1所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,配套使用的法兰、平盖(4)的密封面及结构尺寸根据标准进行设定,形成不同的规格。

4.根据权利要求1所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述双斜面楔形垫片(5)的制备方法包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片(5)的密封结构,其特征在于,所述s1中不锈钢原料含镍量在8%-11%之间,含铬量在18%-20%之间。

6.根据权利要求4所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述s2中在等温锻造时,将锻造温度精准控制在1050℃-1080℃之间,锻造压力设定在120mpa-150mpa之间。

7.根据权利要求6所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述s2中初步锻造形成双斜面楔形坯料的基础上,增加1-2次精锻工序,每次锻造后对坯料进行冷却,冷却速度控制在15℃/min-20℃/min,使坯料温度降至800℃-850℃后再进行下一道次锻。

8.根据权利要求4所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述s3包括以下步骤:

9.根据权利要求4所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述s4中首先进行钝化处理,将成型的双斜面楔形垫片(5)放置在由质量分数为20%-30%硝酸、2%-5%氢氟酸和余量水组成的钝化液中,温度在30℃-40℃,浸泡时间为20-30分钟。

10.根据权利要求4所述的用于高压容器的双斜面楔形垫片的密封结构,其特征在于,所述s4中将钝化完毕的双斜面楔形垫片(5)的表面涂覆一层纳米陶瓷涂层,厚度在50-100μm。


技术总结
本发明涉及密封结构技术领域,公开了用于高压容器的双斜面楔形垫片及密封结构,该装置包括管箱端部,所述管箱端部的外壁设置有螺柱,所述螺柱的外壁螺纹连接有螺母,所述螺母的外壁贴合有平盖,所述平盖的内壁贴合在螺柱的外壁,所述平盖的外壁贴合有双斜面楔形垫片,所述双斜面楔形垫片的外壁贴合在管箱端部的外壁,所述螺柱在拧紧平盖的产生的预紧载荷大于双斜面楔形垫片系数与介质内压的乘积。通过在管箱端部和平盖之间加设双斜面楔形垫片,通过螺母和螺柱的方式进行固定,可以实现自紧式密封,不需特别大的螺栓预紧载荷,达到简化了后期检维修工作,仅更换双斜面楔形垫片,不再进行现场焊接的效果。

技术研发人员:蔡志鸣,季伟明,魏永,沈向阳
受保护的技术使用者:上海石化机械制造有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/10/9
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