新型金属膨胀石墨复合垫片

采用abaqus有限元数值模拟研究柔性石墨金属波齿复合垫片的不同金属骨架在一定齿数、齿深和齿厚时的变形特性,在齿数n=3～7、齿深h=0.3～0.7mm、齿厚t=1～1.6mm参数组合下的波纹形金属骨架的压缩回弹性能较好。复合垫片的压缩量主要由柔性石墨提供,而回弹量则主要取决于金属骨架的结构形式和参数。对波纹形金属骨架与柔性石墨复合后的垫片的压缩回弹性能进行了数值研究,以复合垫片最佳压缩率和最大回弹率为目标,对金属骨架的结构参数进行了优化,优化后的波纹形复合垫片的骨架结构参数为齿数n=3,齿深h=0.7mm和齿厚t=1mm;柔性石墨层厚度t=1.5mm。

柔性石墨金属波齿复合垫片具有优越的基本力学特征，在螺栓法兰连接等相关领域具有良好的推广和应用前景，并取得不错的效果。本文主要简单介绍了当前柔性石墨金属波齿复合垫片的应用范围，总结分析了其优点，同时也指出了它的不足之处，以供参考。

介绍了波齿复合垫片的结构特点、密封机理和性能特点。总结了对波齿复合垫片各方面的研究成果以及波齿复合垫片在石化装置中的应用,提出现在亟待解决的问题是垫片的系列化和标准化。开展波齿复合垫片在各种应用场合的研究对于保障企业设备的安全、稳定运行具有重要的价值和意义。

介绍了柔性石墨金属波齿复合垫片的基本结构、性能特点和应用情况,表明其具有较好的压缩回弹性能和可靠的密封性能,是高温、高压和苛刻工况的一种理想密封垫片。

HG20629-97钢制管法兰用柔性石墨复合垫片(美洲体系)

介绍了由金属和石墨构成的波齿复合垫片的结构、性能、应用和试验研究方法,指出了需要进一步研究和解决的问题。对波齿复合垫片采用正交试验方法,设计了三因素三水平试验方案,并对垫片及其骨架的性能分别采用有限元模拟计算和试验进行分析。研究显示该垫片具有良好的压缩回弹性能和密封性能,适用于压力波动较大的场合。

从柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构入手,在一定的压紧应力(45.0mpa)下,对厚度为3mm和2mm、具有3种不同的圆弧半径、波齿距和齿数的金属骨架采用有限元法进行应力分析,得到了应力分布状态及弹性变形与其结构的关系,可用于优化柔性石墨金属波齿复合垫片的性能结构。分析结果表明:小圆弧直径多齿数波齿垫片具有更好的承载能力,大圆弧直径少齿数波齿垫片具有良好压缩性能。

工程建设中难免出现复杂情况,装置运行中难免出现压力和温度的波动,现有的垫片的密封性能已难以满足这些要求。近期由广州市东山南方密封件公司研制开发的专利产品-双金属自密封波齿复合垫片是一种具有"压力自密封"特性的新型垫片。介绍了该垫片在金陵公司的几个装置上的成功应用实例,表明该垫片为解决目前石化装置的泄漏难题提供了很好的方法。

本文介绍了新型金属橡胶复合垫片的材料组成、生产工艺及物化反应机理,重点论述了其物理化学性能,阐述了在内燃机中的应用前景。

以膨胀石墨(eg)和金属网(mn)作为电磁屏蔽基元材料与abs树脂采用共混、挤出、热压等成型工艺制备了电磁屏蔽复合材料,研究了膨胀石墨的含量、处理方式、复合材料的厚度和金属网的目数对电磁屏蔽复合材料屏蔽性能的影响。结果表明,在膨胀石墨/abs电磁屏蔽复合材料中,其电磁屏蔽效能随着膨胀石墨含量增加及复合材料厚度增加而增大,膨胀石墨经超声处理后,可以提高复合材料的屏蔽效能。在两种单层金属网/abs电磁屏蔽夹层复合材料中,屏蔽效能并不随着金属网目数增加而增大。在30mhz～1.8ghz频率范围内,200目不锈钢网/abs复合材料和100目铜网/abs复合材料的屏蔽性能最好,最大屏蔽效能分别为76.1和70db。在多相电磁屏蔽复合材料中,膨胀石墨/不锈钢网/abs复合材料的屏蔽效能比不锈钢网/abs复合材料高约5db。

以dn50和dn80两种规格的石墨金属波齿复合垫片为研究对象,采用有限元分析方法分析了其在2.5mpa压力作用下的应力分布,从而了解其密封性。结果表明:dn50比dn80轴向应力大50%左右,极值均出现在齿尖处,最大应力远小于材料的弹性极限;dn50比dn80变形大15%左右,计算出的dn50最大压缩率为0.925%,dn80的最大压缩率为0.921%,压缩率都在许用范围之内,dn50的压缩性能强于dn80。

对3.5mpa边界阀法兰密封———柔性石墨金属波齿复合垫片密封的泄漏进行了密封失效分析,并提出了改进方案,解决了垫片密封短期失效问题。

按照gb/t19066.3的试验条件对标准规格为65.5mm×50.5mm×2.5mm、具有3种不同的圆弧半径、波齿距和齿数的柔性石墨金属(柔性石墨+06cr19ni10)波齿复合垫片进行应力松弛试验,找出应力松弛特性影响因素及其规律,为工程实践提供科学指导。

采用有限元和实验方法对柔性石墨波齿复合垫片的压缩回弹性能进行研究,结果表明:柔性石墨波齿复合垫片存在一个最佳波数;垫片的压缩率和回弹率随波齿深度的增大而增大,但回弹率的增长幅度大于压缩率;垫片石墨层的性能对于垫片压缩回弹性能的影响较大,合理地选择石墨对于生产合格优质的垫片意义重大。

在有限元应力分析[1]的基础上,对不同结构参数的柔性石墨金属波齿复合垫片进行压缩回弹性能试验。结果表明:在45mpa的压紧力和相同密封面宽度及一定波齿深度的条件下,压缩率随波齿数的增加而减小(即随波齿圆弧半径的减小而减小),回弹率则相对增大,这一结果与弹性有限元应力分析结果基本一致。

在硬脂酸中加入膨胀石墨，用熔融共混法制备了硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料，对复合相变材料的微观结构、热性能、稳定性、储放热能力等进行了表征分析，探究了膨胀石墨对硬脂酸结构与性能的影响规律。结果表明：硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料结构上是硬脂酸与膨胀石墨的物理结合，未发生化学反应生成其他物质，保持了两者的优良性能；随着膨胀石墨质量的增加，复合相变材料储放热时间减少，热效率提高，稳定性增强，同时相变温度和相变潜热降低。

以天然鳞片石墨为原料,硝酸、磷酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂,采用化学法经氧化酸化插层制备无硫可膨胀石墨,利用正交试验方法确定较佳工艺条件,并对产品进行xrd、sem测试。结果表明:在反应温度75℃,反应时间30min,石墨(g):kmno_4(g):hno_3(ml):h_3po_4(ml)=10:1.0:22:32条件下,可以制备出膨胀体积达150ml/g的无硫膨胀石墨。相关影响因素的大小依次为:高锰酸钾、反应温度、反应时间、硝酸用量、磷酸用量。xrd测试表明膨胀石墨晶体未受破坏,sem可见蠕虫状膨胀石墨结构。

以十二烷基苯磺酸钠为乳化剂,过硫酸铵为聚合引发剂,盐酸和细鳞片膨胀石墨为掺杂剂,利用乳液聚合法制备了细鳞片膨胀石墨/聚苯胺导电复合材料。通过正交实验,找到了膨胀石墨的掺杂量、盐酸用量、乳化剂及引发剂对电导率影响规律。最佳实验条件为:石墨掺杂6%,盐酸6ml,乳化剂5g,引发剂3.25g。该条件下的电导率为0.75s/cm。证明石墨的加入能有效提高聚苯胺的电导率。

石墨烯有特殊的二维结构和优异的物理、化学及机械性能,作为强化相可以有效改善材料的强度、硬度、耐磨性、导电性等。高性能石墨烯-金属复合材料的应用广泛,既可作为结构材料使用,也可以作为超级电容器、锂电池、生物传感器和储氢材料。本文对石墨烯-金属复合材料的主要制备方法及及其应用做了简单的介绍,并概括了其今后可能的发展方向。

以75μm天然鳞片石墨为原料，以h3po4、hno3为插层剂，以高锰酸钾为氧化剂，采用化学氧化法制备无硫可膨胀石墨。通过单因素实验分析影响因素对石墨膨胀容积的影响，并对制备机理进行初步探讨。结果表明：无硫可膨胀石墨的最佳制备条件为：石墨（g）与混合酸液（ml）配比1：8，石墨（g）与kmno4（g）配比1：0．15，反应温度35℃，反应时间60min。制得无硫可膨胀石墨的膨胀容积为140ml·g-1。

论述了柔性石墨复合增强垫片的基本结构、冶金管道系统的应用和性能特点。研究表明柔性石墨复合增强垫片具有良好的压缩回弹性能、密封性能和耐热性能,适合石油、化工、金属冶炼等高温高压行业使用。

某石化公司dcc装置烟机进口管道法兰上的dn900金属波齿复合垫片在开车过程中断裂并泄漏。经过宏观检查,力学性能测试,应力计算,能谱、金相、电镜分析,表明其失效原因是波齿复合垫片骨架材料存在孔洞缺陷和氧化物夹杂。针对失效原因提出了今后使用过程中应采取的防护措施。