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伸縮接頭密封環有限元分析模型

[來源:http://www.habboretros100.com/]    [日期:2019-02-16 10:30]    [熱度:]
1、幾何模型
伸縮接頭密封環進行有限元分析,鑒于其邊界條件的復雜性,將密封環、上下止推環、內筒及密封支撐套作為整體進行分析。根據密封結構的幾何形狀、材料和邊界條件的特點,建立伸縮接頭密封的二維軸對稱模型。
2、載荷條件
伸縮接頭密封分析載荷條件包括2個方面,首先驅動壓力施加過程,即上下止推環、內筒位置固定不變,密封支撐套平移對密封環進行壓縮; 其次由于隔水管伸縮接頭內部設有軸承,內外筒之間可以實現相互轉動,以此實現對平臺轉動的抵消,相對于內外筒之間伸縮運動的頻繁,旋轉運動可以忽略,因此只對內筒設置縱向位移來模擬內筒相對外筒伸縮運動的摩擦力。
3、隔水管伸縮接頭密封失效模式與失效判據
伸縮接頭長期處于內筒相對外筒做伸縮運動的狀態,通常情況下認為伸縮接頭密封失效是因為內筒外表面腐蝕導致表面不光滑所致,但即使內筒外表面光滑,也會發生伸縮接頭密封環失效現象發生。2007年3月12日,Shell 海洋公司Deepwater Nautilus平臺伸縮接頭上空氣供應管線斷開,9桶合成基泥漿泄漏進入海里,事故原因為經受三次風暴的鉆井隔水管張緊器軟管破裂導致連接到伸縮接頭上的空氣供應管線纏繞和失效,伸縮接頭中的空氣壓力降低使泥漿泄漏進入海里。因此,關于伸縮接頭密封失效判據,需要從接觸應力、剪切應力2個方面進行考慮。
4、最大接觸應力
密封環在密封支撐套的擠壓安裝下,受到一種初始擠壓或壓縮作用,這種壓縮作用提供了初始密封壓力。后來通過外加空氣壓力使其進一步變形,與伸縮接頭內筒外表面保持接觸,這種壓力傳遞到被密封表面上去。
關鍵字:伸縮接頭
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