压力容器密闭性分析

摘 要：本文以压力容器密闭性作为研究对象，主要分析了压力容器密闭性存在的问题，压力容器密闭性存在问题的原因，压力容器的密闭技术。

关键词：压力容器 密闭性 技术

一、压力容器密闭性存在的问题

1.连接部位存在的泄漏

1.1法兰连接

法兰连接部分的密闭性主要依赖于螺栓连接所产生的预紧力，利用各种固体和液体垫片能够获得充分的比压密封，进而阻止外泄的流体密封介质，带有一定的强制性。其泄漏的模式主要分为三种。（1）界面产生的泄漏，因为密封垫片与法兰面之间不能很好产生吻合的界面进而产生泄漏。（2）渗漏出现的泄漏，一些纤维材质的垫片与垫片之间会存在着一定的缝隙，一定条件下流体介质通过这些间隙进而出现泄漏。渗透泄漏通常情况下与介质流体的工作压力具有紧密联系。渗透泄漏与密封的介质流体自身的物理性质有关联，介质粘性较小的容易出现渗透泄漏；（3）破坏产生的泄漏，因为安装质量存在的问题而产生过度压缩密封垫片产生泄漏。

1. 2.螺纹连接产生的泄漏

本质上螺纹泄漏也属于界面泄漏的一种。连接螺纹通常需要填充一定的塑性材料，利用螺纹副拧紧对填充材料进行压缩，使其能够产生比压来确定密封。而这些材料通过长期使用，会产生变质、龟裂、塑性变形以及回弹力降低，致使填充物和丝扣之间不严密而发生泄漏。

2.焊接部位存在的泄漏

不管是大型压力容器还是输送管道连接都采用了焊接。应用焊接，能够获得优良力学性能的焊接接头。最为常见的焊接方法分别是电焊与气焊。

2.1电焊焊接缺陷

电焊是利用电能出现的电弧高温进一步获得金属整体接头的过程。通常电焊存在的缺陷包括：未焊透、气孔、裂纹等。

2.2气焊焊接缺陷

气焊是通过焊炬喷射出燃烧着的与氧气混合的可燃气体，其散发的热量能够加热焊件的接缝位置直到出现熔化状态，焊件连接过程中使用或者不使用填充材料取决于焊接整体接头。气焊通常存在的缺陷包括：裂纹、夹渣、气孔等。不管在焊缝上存在哪一种焊接缺陷，都会对焊接质量造成影响，削弱焊缝自身的强度，当这些缺陷逐渐显现裂纹时，就会引发压力容器出现泄漏。

二、压力容器密闭性存在问题的原因

1.腐蚀原因

1.1均匀腐蚀

这种腐蚀出现的原因是环境，凡是同容器介质表面接触的介质都会产生相同的腐蚀。

1.2汽蚀或者浸蚀

这种腐蚀出现的原因是介质流体流动。输送的液体高速压力会出现显著下降，当压力比临界介质压力低时，液体就会产生气化现象，进而出现很多气泡。可是，这种气泡出现的时间十分有限，一旦到达高压区域，这些气泡就会形成液体，凝结整体过程中就会对金属材料产生冲击与浸蚀，冲击产生的能量令压力容器产生振动，与此同时还将金属表面腐蚀出蜂窝形状，伴随着不断推移的时间，逐渐形成了穿孔腐蚀，致使发生泄漏。

1.3应力腐蚀

金属材料发生的应力腐蚀具体是指在静拉伸力与介质腐蚀共同产生作用下对金属造成的破坏。它不同于机械单纯造成的应力破坏，属于应力在极低情况下出现的破坏。应力腐蚀主要包括四个条件：金属敏感材料、一定的环境介质、张应力情况、一定的时间。

2.冲刷原因

冲刷造成的泄漏主要是因为改变高速流体方向时，对于压力容器壁产生比较大的冲刷力量。在冲刷力量的影响下，大量金属壁被介质流体带走，壁厚逐渐变薄，这个过程与水滴石穿相似，压力容器最终因为穿孔而产生泄漏。

3.填料原因

压力容器搅拌功能的相对运动旋转部分的密封多数应用了填料方法。当填料被放入填料腔之后，通过压盖对其进行轴向的压缩，因为填料具有塑性，使其出现径向力，并且紧密接触轴杆。当弹性填料遭遇轴向上的压紧之后，出现的摩擦力会逐渐减少轴向的压紧力，与此同时出现的径向压紧力会令填料在轴杆表面紧贴阻止介质出现外漏。这个整体运动主要包含径向上的转动与轴向上产生的移动。在使用中，伴随着运转轴的开启次数，运动的相对次数也会增加，同时因为高压、高温以及介质流体的影响，以及不合理的受力填料等因素，压力容器的旋转相对运动部位的密闭性容易发生泄漏。

三、压力容器的密闭技术

动态密闭技术存在条件是介质泄漏压力。流量与温度，应用特殊手段实施再次有效封闭的一项技术。针对压力容器产生的泄漏，以下简述带压注剂式密闭技术和粘接带压密闭技术。

1.带压注剂式密闭技术

1.1工作原理

密闭注剂通过人为外力发挥作用，强制性的在夹具和泄漏部位形成的外表面的密闭空腔中进行注射，快速的弥补各种泄漏，在注剂压力比介质泄漏压力大的情况下，强制性的止住泄漏，使得密闭注剂能够在一定的工作范围内维持自身的比压，并且在比较短的时间内从塑性体成功转换为弹性体，逐渐产生一个具有弹性且坚硬的密闭结构，从而获得重新进行密闭的目标。

1.2零件组成

带压注剂式密闭技术零件主要包含了接头、夹具、旋塞阀、注剂枪、速装接头、输油管、压力表等。

1.3密闭注剂

带压注剂式密闭技术的专用密闭材料就是注剂。一经注射密闭注剂到泄漏与夹具外表面组成的密闭空腔之后，便连接了介质泄漏，最终建立起一个密闭结构新防线。国内外目前普遍使用的密闭注剂主要有三十多种，主要分为两类，一种是密闭热固化注剂，另一种是密闭非热固化注剂。

2.粘接带压密闭技术

粘接带压密闭工作原理是利用特制的某种机构在泄漏位置形成一个无泄漏介质的影响区域，通过粘合剂具备的广泛适应性、较好的流动性以及快递固化的特点，在泄漏位置构建一个由各种密闭材料与粘合剂共同组成的固体新密闭结构，以便能够达到防止泄漏的目的。其主要特点是迅速、简便消除泄漏，不会遭遇介质泄漏的物化限制，不必制造复杂化工具，不需要配置专业化的设备。

四、结束语

通过对压力容器密闭性存在的问题分析，提出了防止压力容器出现泄漏的技术，对于压力容器的密闭性能的研究具有重要的意义。

参考文献

[1]胡忆沩．注剂式带压密封术[M]．北京：机械工业出版社，2008.

[2]叶万水. 密封技术与应用[M]. 上海：华东理工大学出版社，2009.

作者简介：戚进强（1971-），男，广东开平人，职称：助理工程师，学历：专科，主要研究方向：化工设备及机械。