Một lời giải thích đầy đủ về cơ chế niêm phong của các miếng đệm trao đổi nhiệt: Từ phân phối áp suất tiếp xúc đến chặn kênh rò rỉ- Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd

1. Lý thuyết cơ bản về cơ chế niêm phong

Cơ sở vật lý của cơ chế niêm phong

Lý thuyết áp lực tiếp xúc

Bản chất của niêm phong miếng đệm là thiết lập căng thẳng tiếp xúc đầy đủ để bù đắp áp suất trung bình

Áp suất niêm phong hiệu quả tối thiểu (hệ số Y): Ứng suất nén tối thiểu cho miếng đệm bắt đầu tạo ra hiệu ứng niêm phong

Hệ số đệm (M): Tỷ lệ áp suất tiếp xúc cần thiết để duy trì con dấu ở áp suất trung bình (giá trị khuyến nghị tiêu chuẩn ASME PCC-1))

Tương tác bề mặt

Khu vực tiếp xúc thực tế chỉ chiếm 5-15% khu vực tiếp xúc rõ ràng (lý thuyết bề mặt thô)

Viêm vi mô đạt được bằng cách lấp đầy máng bề mặt thông qua biến dạng dẻo

Độ nhám bề mặt RA nên được kiểm soát ở mức 3,2-6.3μm (tiêu chuẩn ISO 4288)

Đặc điểm phân phối áp suất tiếp xúc

Sự hình thành trường áp suất ba chiều

Phân phối áp suất vĩ mô được tạo ra bởi tải trọng thông hơi

Đỉnh áp suất tiếp xúc cục bộ (lên tới 2-3 lần áp suất trung bình)

Hiệu ứng cạnh: Sự suy giảm áp lực diện tích 15% của cạnh ngoài mặt bích đạt 40%

Cơ chế chặn kênh rò rỉ

Nguyên tắc niêm phong đa quy mô

Thang đo vĩ mô: Hệ thống mặt bích hình thành một rào cản cơ học

Thang đo bằng kính hiển vi: Vật liệu đệm lấp đầy khuyết tật bề mặt (＞ 90% rò rỉ xảy ra ở các khuyết tật bề mặt ở mức 10μm)

Quy mô phân tử: Chặn thẩm thấu của chuỗi polymer (đặc biệt quan trọng đối với các phân tử khí)

Quá trình niêm phong động

Giai đoạn nén ban đầu: Độ dày của miếng đệm giảm 20-30%

Giai đoạn thư giãn căng thẳng: Mất tải trước 15-25% trong 8 giờ đầu tiên

Giai đoạn làm việc: Cần đáp ứng: P_Contact ≥ m × p_media p_thermal

2. Nguyên tắc làm việc của miếng đệm trao đổi nhiệt

Nguyên tắc niêm phong cơ bản

Biến dạng đàn hồi và áp suất tiếp xúc

Các miếng đệm trải qua biến dạng đàn hồi hoặc dẻo dưới tác động của preload bu lông, lấp đầy độ không đồng đều của kính hiển vi giữa các mặt bích hoặc các tấm (độ nhám bề mặt thường yêu cầu RA≤3,2μm).

Một khu vực tiếp xúc áp suất cao cục bộ được hình thành (các miếng đệm kim loại có thể đạt đến 200-500MPa, các miếng đệm phi kim loại 50-150MPa), chặn đường thâm nhập trung bình.

Cơ chế liên kết bề mặt

Mức độ hiển vi: Tính linh hoạt của vật liệu miếng đệm (như than chì, PTFE) làm cho các đỉnh độ nhám bề mặt khớp với nhau, loại bỏ các kênh rò rỉ> 5μm.

Mức độ vĩ mô: Cấu trúc miếng đệm (như dạng sóng, hình dạng răng) bù cho độ lệch song song mặt bích thông qua biến dạng hình học (lượng bù thường là 0,05-0,2mm).

Khả năng thích ứng trong điều kiện làm việc động

Bồi thường chu kỳ nhiệt

Gasket cần phải có hiệu suất hồi phục (tiêu chuẩn ASTM F36 đòi hỏi tỷ lệ hồi phục là ≥40%) để bù cho chênh lệch mở rộng nhiệt của mặt bích.

Thích ứng dao động áp lực

Khi áp suất bên trong tăng, áp suất trung bình hoạt động ở mép bên trong của miếng đệm, tạo thành hiệu ứng tự thắt lưng (hệ số tự chuẩn của miếng đệm vết thương kim loại M = 2,5-3.0).

Điều kiện làm việc rung động

Thiết kế hao mòn chống nang (như lớp phủ PTFE) có thể làm giảm độ mòn của bề mặt niêm phong do rung động.

3. Gasket trao đổi nhiệt Câu hỏi thường gặp

Q1: Các loại miếng đệm trao đổi nhiệt chính là gì?

Các miếng đệm trao đổi nhiệt chủ yếu được chia thành ba loại:

Các miếng đệm phi kim loại: chẳng hạn như cao su nitrile (NBR), EPDM, fluororubber, v.v., phù hợp với điều kiện nhiệt độ trung bình và thấp (-50 ℃ ~ 200)

Các miếng đệm kim loại: bao gồm các miếng đệm đồng, miếng đệm răng bằng thép không gỉ, v.v., có khả năng chống nhiệt độ cao và áp suất cao (lên tới 800 ℃/25MPa)

Các miếng đệm bán kim loại: chẳng hạn như miếng đệm vết thương kim loại (dải thép không gỉ than chì), có cả độ đàn hồi và cường độ và phù hợp với điều kiện chu kỳ nhiệt