高壓容器的密封優化設計

韓超，高少平，劉穎中國石油大慶石油化工總廠

高壓容器的密封優化設計

韓超，高少平，劉穎
中國石油大慶石油化工總廠

高壓容器是一種常見的壓力設備，在人們的日常生活中有著非常廣泛的應用，其中密封結構是高壓容器的核心，對于整個高壓容器的穩定性和安全性也都有著直接的影響，為了更好的提高高壓容器的穩定性，我們也需要對高壓容器的密封結構設計進行優化，這樣也才能有效的提高高壓容器的使用壽命。本文主要介紹了高壓容器密封結構的主要內容以及高壓容器密封優化設計的相關建議，以供參考。

高壓容器；密封；優化設計

我國社會科技的快速發展為人們的生活提供了很大的便利，其中在工業制造領域中高壓容器的應用也是一項非常重要的設備。傳統的高壓容器主要是通過螺旋栓等套固在頂端來加以密封的，而這種密封形式相對較為簡單，并且還存在著操作復雜的問題。因此我們還需要對高壓容器的密封設計進行優化，進而更好的提高高壓容器密封的穩定性、安全性、可靠性。

1 高壓容器密封結構的主要內容

1.1 高壓容器密封結構的定義

高雅容器的結構很多文獻中也都做出了非常明確的描述，其中也都表現出了高度的一致性。而從綜合性的角度來考慮，高壓容器也可以定義為在一定的封閉系統內，內部的氣體以及液體、固體等可以通過連接口進行排放，并且外部的空氣、液體以及固體等相關物質也可以利用連接出來進入到容器的內部，這樣也就對高壓容器進行了直觀的描述。

1.2 高壓容器密封結構的種類

而在高壓容器不斷發展的過程中，很多工業領域也開始應用了超高壓容器進行生產，其中對容器的密封結構以及結構的設計也提出了更高的要求，因此高壓容器的設計人員也必須要對不同種類的容器進行有效的設計，這樣也才能夠保證設計的質量。在高壓容器結構設計中，設計理念是重要的基礎部分，技術人員需要保證高壓容器的安全生產能力同時，最大限度的提高高壓容器的功能性和實用性，還要保證高壓容器設計的經濟效益。高壓容器的密封結構中可以分為幾種不同等級的結構形式，其中包括高壓密封結構、中壓密封結構以及低壓容器結構。按照工業生產密封的基本結構又可以分為平墊密封、卡扎里密封、雙錐密封、伍德密封、B形環密封、0形環密封等幾種。

1.3 高壓容器密封結構的基本原理

高壓容器密封結構的原理可以分為靜密封原理和動密封原理兩種。其中靜密封結構原理主要是指密封材料安裝在兩個結構的結合處，密封的材料才施加壓力時就會使密封材料發生變形，而后材料會填滿整體的縫隙，這樣接觸的區域就會形成密封的效果。這樣不僅有效的組織了內部氣體以及微小顆粒的泄漏，同時也能夠更好的避免內部氣體與外界環境的直接接觸。在密封材料中，材料的性能是一項非常重要的參數，目前伸展性能以及彈塑性能較好時在遇到較大的壓力密封材料也能夠相應的發生物理變形，這樣也會形成密封隔絕的形態，不會讓接觸的材料發生相對磨損。而在一些工業生產和日常生活中縮材料的金屬墊片材料等都可以有效的實現密封的效果。動密封原理一般是指油膜密封，一般廣泛運用于密封材料接觸面存在相對運動或絕對運動的情況，這類情況不能與基于靜密封原理所運行的情況相提并論，根據胡可定律，施加于接觸面的壓力越大，摩擦阻力就會隨之變大，這樣會使機械結構無法正常運作。所以，此類問題我們通常會選擇添加潤滑油或潤獵油的方法來解決，通過在接觸材料之間形成一層油膜來達到密封的效果。

2 高壓容器優化設計存在的問題和優化使用的常見裝置

2.1 高壓容器密封優化存在的常見問題

根據現行的《鋼制壓力容器》等各國法律規范，在現有的技術手段實施下，我們推薦的密封裝置結構有很多，主要有主螺栓平墊、雙錐環密封結構等等。主螺栓平墊在實際使用中隨著容器內部壓力的增加，內徑也會隨之增加，這就會使得螺旋的直徑變得越來越大，這種結構過于簡單而且笨重龐大，耗費的資金和成本也很大；裝拆的步驟較多，繁瑣程度高，工人的工作強度大，這些都會使大的部件在安裝和使用中存在各類問題。另一種結構是卡扎里螺紋套筒結構，這種結構使用長套筒通過鋸齒型螺紋間斷連接在一起，這種設計雖然結構簡單，但是螺紋套筒與頂蓋內徑不斷加大，結構變得極為龐大，加工困難程度提升，成本變得更加昂貴。

2.2 幾種常見的高壓容器密封裝置

當前，大多數高壓密封裝置廣泛應用于高、中和低壓環境中，工作時承載的壓力環境廣泛，一般從0.8～6.4MPa，溫度環境大約在200℃左右。現在廣泛使用的蓋密封裝置主要包括卡箍式、齒嚙式、軸向抗剪螺栓連接式等。卡箍式密封裝置一般用于萃取行業，其結構較為簡單，但是會因為內徑的增加導致一些不必要的問題。在我們使用之前，必須要一個一個地打開或擰緊連接的裝置或螺母，移動卡扣裝置，才能打開和關閉密閉容器。傳統卡扣裝置一般包括手搖式卡扣裝置、蝶形螺母卡扣裝置、絲杠帶動卡扣連接裝置，這些裝置廣泛使用于那些需要不斷啟閉的密閉容器中。另一種裝置是平頂蓋的齒嚙式快開端蓋密封裝置，這種裝置具有打開和關閉速度快，承受的壓力水平較高的特點，這類裝置一般應用于化工、食品等行業中。其工作原理也很簡單，通過頂蓋和端部之間的齒扣連接，當我們需要打開時，可以直接按照某一方向旋轉直接啟閉密閉容器。

2.3 加強高壓容器安全檢測的措施

眾所周知，高壓容器由于其特殊性，我們需要對其進行必要的安全檢測，防止安全事故的發生。一般方法包括安裝壓力檢測設備以檢測容器內部壓力大小，加強異常天氣下的巡邏與監測，對于容器裝置的各類零件要仔細挑選應用，嚴格按照相關的規章制度和操作方法執行等。

結束語

由于高壓容器的特殊性和技術性的特點，密封優化設計也刻不容緩，值得每一個技術人員廣泛重視。我們可以通過采用卡箍式密封裝置、C形環高壓密封裝置等各類先進的密閉裝置達到高壓容器密封優化設計的要求，借助結構本身合理連接方式實現容器的各類操作。因此，在社會經濟和工業生產高速發展的今天，高壓容器的密封優化設計具有很廣闊的應用前景和市場。

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