Jak může v prostředí s vysokým tlakem nebo s vysokým průtokem zajistit návrh koncového montáže?

Ve vysokotlakém nebo vysoce průtokovém prostředí návrh Koncové armatury Musí věnovat zvláštní pozornost svému odolnosti proti utěsnění a tlaku, protože tyto vlastnosti přímo ovlivňují bezpečnost a spolehlivost systému. Následuje podrobná analýza a řešení:

1. Klíčové body designu těsnění
(1) Vyberte správnou metodu těsnění
O-kroužek těsnění
O-kroužek je běžný dynamický a statický těsnicí prvek vhodný pro vysokotlaké prostředí. Výběrem vysokotlakých a vysokoteplotních odolných materiálů (jako je fluororubber FPM nebo perfluoroether gumové FFKM), lze zajistit těsnicí výkon za extrémních pracovních podmínek.
Kovové těsnění
V oblasti ultra vysokého tlaku nebo vysokoteplotního prostředí mohou být vhodnější volbou kovová těsnění (jako jsou měděné těsnění nebo těsnění z nerezové oceli). Kovová těsnění mohou vyplňovat drobné mezery plastovou deformací, aby bylo dosaženo těsnění s vysokou pevností.
Kuželový pečeť
Těsnění kužele používají kompresní sílu mezi kontaktními povrchy k vytvoření těsnění, které je vhodné pro vysokotlaké pneumatické nebo hydraulické systémy. Tento design má vysokotlaké odolnosti a dobrý samo-utahovací výkon.
Těsnění rukávů karty
Klouby s poutavým objímky vytlačují vnější stěnu potrubí deformací pouzdra na kartu za vzniku těsného těsnění, které je vhodné pro vysokotlaké a vibrační prostředí.
(2) Optimalizujte přesnost těsnicího povrchu
Povrchová úprava
Drsnost těsnicího povrchu přímo ovlivní těsnicí účinek. Ve vysokotlakém prostředí musí těsnicí povrch obvykle dosáhnout extrémně vysoké povrchové úpravy (RA <0,8 μm), aby se snížila možnost úniku.
Geometrické porovnávání tvaru
Zajistěte, aby se těsnicí povrch a geometrie páření byly zcela shodovány (jako je rovina, kužel nebo koule), aby se zabránilo úniku způsobenému odchylkou tvaru.
(3) Vícestupňová design těsnění
Za extrémních podmínek lze pro zlepšení redundance utěsnění a zajistit, aby systém mohl zůstat utěsněn, i když selže v prvním stupňovém těsnění, i když selže selhává v prvním stupňovém těsnění.
2. Klíčové body návrhu tlakové odolnosti
(1) Výběr materiálu
Materiály s vysokou pevností
Vyberte materiály s vysokou pevností v tahu a výnosovou pevností (jako je slitinová ocel, nerezová ocel nebo titanová slitina), které odolávají mechanickému napětí ve vysokotlakém prostředí.
Materiály odolné proti korozi
Ve vysokotlakém prostředí tekutin může být tekutina korozivní. Výběr materiálů rezistentních na korozi (jako je duplexní nerezová ocel nebo hastelloy) může prodloužit životnost koncových armatur.
Výkon únava materiálu
Vysokotlaká prostředí může způsobit únavu materiálu. Vyberte materiály s vysokou pevností únavy a dále zlepšujte odolnost proti únavě prostřednictvím procesů tepelného zpracování (jako je zhášení a temperování).
(2) Strukturální design
Optimalizace žeber a tloušťky stěny
Ve vysokotlakém prostředí musí být tloušťka stěny koncových armatur přesně vypočtena podle tlakové úrovně. Pomocí analýzy konečných prvků (FEA) simulujte rozložení tlaku a optimalizujte tloušťku stěny a návrh žebra pro zvýšení odolnosti tlaku.
Návrh přechodu zaobleného rohu

Použití návrhu zaobleného rohového přechodu v oblastech koncentrace napětí s kováními (jako jsou kořeny vlákna nebo spojení) mohou účinně rozptýlit napětí a snížit riziko praskání.
Jednotné rozdělení síly
Při navrhování se pokuste zajistit, aby byly všechny části armatur rovnoměrně zdůrazněny, aby se zabránilo deformaci nebo prasknutí způsobené nadměrným místním stresem.
(3) Optimalizace metody připojení
Závislé připojení
Ve vysokotlakém prostředí musí závitové připojení používat vysoce pevné vlákna (jako jsou NPT zúžená potrubí nebo BSPT nitě) a dále zvyšují výkon těsnění nanášením tmelu vlákna nebo pomocí těsnicí pásky.
Svařované připojení
Pro ultra vysoké tlakové aplikace mohou být svařovaná připojení lepší volbou. Vysoce kvalitní svařovací procesy (jako je svařování TIG nebo laserové svařování) mohou zajistit sílu a utěsnění kloubu.
Připojení příruby
Připojení příruby je vhodné pro ultra velký průměr nebo ultra vysoký tlakový scénáře. Zvýšením tloušťky příruby pomocí vysoce pevných šroubů a optimalizací návrhu těsnicích těsnění lze výrazně zlepšit tlakovou odolnost.
3. optimalizace dynamiky tekutin
(1) Snižte odolnost proti tekutině
Návrh vyhlazování kanálu toku
Kanál vnitřního průtoku by měl být co nejhladší a zabránit ostrým úhlům nebo náhlým změnám v průřezu, aby se snížila odolnost proti tekutině a turbulenci.
Plavlivý design
Použití vzplanutí na vstupu a zásuvce tekutin může snížit dopad dopadu tekutiny na příslušenství a snížit ztrátu tlaku.
(2) Zabraňte kavitaci a erozi
Návrh rovnováhy tlaku
V prostředích s vysokým tlakem může navrhnout zařízení pro vyvážení tlaku (jako je tlakový ventil nebo otvor škrticí klapky) zabránit kavitaci způsobené náhlými změnami tlaku.
Materiály rezistentní na erozi
Ve vysokorychlostních oblastech dopadu na tekutinu může používání materiálů rezistentních na erozi (jako jsou keramické povlaky nebo cementovaný karbid) prodloužit životnost příslušenství.
4. testování a ověření
(1) Tlakový test
Statický tlakový test
Koncové armatury jsou podrobeny testům statického tlaku, aby se testovaly jejich výkony utěsnění a odolnost proti tlaku při jmenovitém tlaku.
Test prasknutí
Probíhá test prasknutí, aby se stanovila maximální únosnost tlaku kování, aby se zajistilo, že ve skutečném použití najednou nezklame.
(2) Test únavy
Test cyklického nakládání
Simuluje kolísání tlaku za skutečných pracovních podmínek k vyhodnocení únavové životnosti koncových armatur při dlouhodobém používání.
(3) Test na pečeť
Test vzduchotěsnosti
Používá helium nebo jiné stopovací plyny k detekci utěsňovacího výkonu koncových armatur, aby se zajistilo, že nedojde k úniku.
Test penetrace kapaliny
Testuje těsnicí výkon kování v kapalném prostředí, aby ověřil jejich použitelnost v různých médiích.
5. Skutečné případy a technologické inovace
(1) Aerospace
V leteckém poli musí koncové armatury vydržet extrémně vysoké tlaky a teploty. Například koncové armatury v systémech dodávání paliva raketového motoru jsou obvykle vyrobeny z materiálů z slitiny na bázi niklu, kombinované s přesným obráběním a technologií povrchové povlaky, aby se zajistilo jejich těsnění a tlakovou odolnost.
(2) Extrakce oleje hluboké moře
Koncové armatury v extrakci hlubokého moře musí odolat tlakům až stovky atmosféry. Tato armatury obvykle přijímají konstrukci těsnění dvojitého vrstva (jako je kovové elastomerové těsnění) a optimalizují strukturu prostřednictvím analýzy konečných prvků, aby se vyrovnala s komplexním prostředím hlubokých mořských.
(3) Technologie inteligentního monitorování
Některé špičkové koncové armatury jsou integrovány se senzory, které mohou monitorovat vnitřní tlak, teplotu a stav těsnění v reálném čase, čímž jsou včasné varování před potenciálními problémy a zlepšují bezpečnost a spolehlivost systému.

Ve vysokotlakém nebo vysoce průtokovém prostředí musí konstrukce koncového montáže komplexně zvážit několik aspektů, jako je utěsnění, tlaková odolnost, výběr materiálu, strukturální optimalizace a dynamika tekutin. Prostřednictvím vědeckého designu a pokročilé výrobní technologie lze zajistit spolehlivost a bezpečnost koncových armatur za extrémních pracovních podmínek.