双金属波齿复合垫密封内压自紧性分析及应用

摘要

双金属波齿复合垫具有随内压增大而增强的特点,如果其特征参数和单层金属波齿复合垫相同,在设计计算上无法体现其优点.通过比较分析求得内压作用下接触宽度8~30mm的双金属垫贴紧作用的张紧力约为单层垫最小垫片压紧力的0.23~0.50倍,由此得出,操作状态下双金属垫最小垫片压紧力、最小螺栓载荷、总轴向力与内径截面上的轴向力之差,三者均需由采用单层垫时的相应数值减去这个张紧力.据基本结构尺寸分析了双金属垫从内压获得的作用力占其密封筒体从内压获得的作用力之比,在此基础上以悬臂梁模型推导了双金属垫自由张口位移计算式,即双金属垫简化模型的数学解析模型,反映了双金属垫张口位移与内压、垫片宽度三者间的定性及定量关系.垫片宽度一定时,双金属垫张口位移与内压成正比例关系,且存在自紧密封的最低操作内压;当操作压力过低时,双金属垫的张口位移不足以弥补整体法兰的最大偏转,可能形成密封失效;内压一定时,双金属垫张口位移与垫片宽度成二次曲线关系.