高圧または高流量環境では、の設計 フィッティングを終了します これらの特性はシステムの安全性と信頼性に直接影響するため、そのシーリングと圧力抵抗に特に注意を払う必要があります。以下は、詳細な分析と解決策です。
1。シーリングデザインの重要なポイント
(1)適切なシーリング方法を選択します
Oリングシール
Oリングは、高圧環境に適した一般的な動的および静的シーリング要素です。高圧および高温耐性材料(FluorOrubber FPMやPerfluoroetherゴムFFKMなど)を選択することにより、極端な労働条件下でのシーリング性能を確保できます。
メタルシール
超高圧または高温環境では、金属シール(銅ガスケットやステンレス鋼ガスケットなど)がより適切な選択肢になる場合があります。金属シールは、プラスチックの変形を通して小さな隙間を埋めて、高強度シーリングを実現できます。
コーンシール
コーンシールは、接触面間の圧縮力を使用してシールを形成します。これは、高圧空気圧または油圧システムに適しています。このデザインは、圧力抵抗が高く、セルフシールパフォーマンスが優れています。
カードスリーブシール
カードスリーブジョイントは、カードスリーブの変形を通してパイプの外壁を絞って、高圧と振動環境に適したタイトなシールを形成します。
(2)シーリング面の精度を最適化します
表面仕上げ
シーリング表面の粗さは、シーリング効果に直接影響します。高圧環境では、シーリング表面は通常、漏れの可能性を減らすために、非常に高い表面仕上げ(RA <0.8μm)を達成する必要があります。
幾何学的な一致
形状偏差によって引き起こされる漏れを避けるために、交配部分のシーリング表面とジオメトリが完全に一致していることを確認してください(平面、コーン、球体など)。
(3)マルチステージシーリングデザイン
極端な条件下では、マルチステージシーリングデザイン(ダブルOリングや結合シールなど)を使用して、シーリングの冗長性を改善し、第1段シールが失敗してもシステムがシールされたままであることを確認できます。
2。圧力抵抗設計の重要なポイント
(1)材料選択
高強度材料
高圧環境での機械的応力に耐えるために、高い引張強度と降伏強度(合金鋼、ステンレス鋼、チタン合金など)の材料を選択します。
腐食耐性材料
高圧流体環境では、流体は腐食性である可能性があります。腐食耐性材料(二重ステンレス鋼やハステロイなど)を選択すると、最終継手のサービス寿命を延ばすことができます。
材料疲労性能
高圧環境は、物質的な疲労を引き起こす可能性があります。疲労強度の高い材料を選択し、熱処理プロセス(クエンチングや焼き戻しなど)を通じて疲労抵抗をさらに改善します。
(2)構造設計
rib骨と壁の厚さの最適化
高圧環境では、端部継手の壁の厚さを圧力レベルに従って正確に計算する必要があります。有限要素分析(FEA)を使用して圧力分布をシミュレートし、壁の厚さとリブの設計を最適化して圧力抵抗を高めます。
丸い角の移行設計
フィッティングの応力集中領域(糸の根や接続など)で丸い角の遷移設計を使用すると、ストレスを効果的に分散させ、亀裂のリスクを減らすことができます。
均一な力分布
設計するときは、毛包みのすべての部分が、過度の局所的なストレスによって引き起こされる変形または破裂を避けるために均等にストレスを与えられるようにしてください。
(3)接続方法最適化
ねじ付き接続
高圧環境では、スレッド接続が高強度のスレッド(NPTテーパーパイプスレッドやBSPTスレッドなど)を使用し、スレッドシーラントを適用したりシーリングテープを使用してシーリングパフォーマンスを強化する必要があります。
溶接接続
超高圧アプリケーションの場合、溶接接続がより良い選択かもしれません。高品質の溶接プロセス(TIG溶接やレーザー溶接など)は、ジョイントの強度とシーリングを確保できます。
フランジ接続
フランジ接続は、超大型直径または超高圧シナリオに適しています。フランジの厚さを増加させ、高強度ボルトを使用してシーリングガスケットの設計を最適化することにより、圧力抵抗を大幅に改善できます。
3。流体ダイナミクスの最適化
(1)流体抵抗を減らします
フローチャネルスムージングデザイン
内部フローチャネルは、できるだけ滑らかでなければなりません。鋭い角度や断面の突然の変化を回避して、流体抵抗と乱流を減らす必要があります。
フレアデザイン
流体の入口と出口でフレアデザインを使用すると、アクセサリへの流体の影響の影響を減らし、圧力損失を減らすことができます。
(2)キャビテーションと侵食を防ぐ
圧力バランス設計
高圧差環境では、圧力バランスデバイス(圧力緩和バルブやスロットルホールなど)を設計すると、突然の圧力変化によるキャビテーションを防ぐことができます。
侵食耐性材料
高速流体衝撃地域では、侵食耐性材料(セラミックコーティングやセメント炭化物など)の使用は、アクセサリーのサービス寿命を延ばすことができます。
4。テストと検証
(1)圧力テスト
静圧テスト
最終継手は静的圧力試験を受けて、定格圧力でシーリング性能と圧力抵抗をテストします。
バーストテスト
バーストテストが実施され、実際の使用で突然失敗しないように、フィッティングの最大圧力ベアリング容量を決定します。
(2)疲労テスト
周期的な負荷テスト
実際の労働条件下での圧力変動をシミュレートして、長期使用の末端継手の疲労寿命を評価します。
(3)シーリングパフォーマンステスト
気密性テスト
ヘリウムまたはその他のトレーサーガスを使用して、エンドフィッティングのシーリング性能を検出して、漏れがないことを確認します。
液体浸透テスト
さまざまなメディアでの適用性を確認するために、液体環境でのフィッティングのシーリング性能をテストします。
5。実際のケースと技術革新
(1)航空宇宙
航空宇宙分野では、最終継手は非常に高い圧力と温度に耐える必要があります。たとえば、ロケットエンジンの燃料供給システムの端部は、通常、ニッケルベースの合金材料で作られており、精密機械加工および表面コーティング技術と組み合わせて、シーリングと圧力抵抗を確保します。
(2)深海オイル抽出
深海オイル抽出における継手の端部は、最大数百の雰囲気の圧力に耐える必要があります。これらの継手は通常、二重層シーリング設計(金属エラストマーシールなど)を採用し、有限要素分析を通じて構造を最適化して、複雑な深海環境に対処します。
(3)インテリジェント監視技術
一部のハイエンドエンドフィッティングは、内部圧力、温度、シーリングステータスをリアルタイムで監視できるセンサーと統合されているため、潜在的な問題の早期警告とシステムの安全性と信頼性が向上します。
高圧または高流量環境では、エンドフィッティングの設計は、シーリング、圧力抵抗、材料選択、構造的最適化、流体ダイナミクスなどの複数の側面を包括的に考慮する必要があります。科学設計と高度な製造技術を通じて、極端な労働条件下での最終継手の信頼性と安全性を確保することができます。