Герметизация неподвижных соединений

Аннотация

Статья посвящена исследованию работы уплотнений неподвижных соединений. Рассмотрены механизмы возникновения утечки при разных значениях шероховатости и давления на поверхностях стыка с учетом реальной площади контакта. Проведена оценка деформаций и усилий в зоне контакта с учетом профиля поверхностей, предельных отклонений формы и расположения поверхностей, а также физико-механических свойств материалов герметизируемого стыка. Получены теоретические зависимости, позволяющие оценить герметичность неподвижного соединения в зависимости от основных параметров уплотнения – шероховатости и погрешностей изготовления, а также расположения поверхностей стыка, их физико-механических свойств, характеристик герметизируемой жидкости, в том числе, внешнего перепада давления, и номинального давления в стыке. Применен новый закон распределения плотности вероятности для более адекватного описания рассматриваемых граничных условий. Проведена вероятностная оценка площади контакта и величины сближения поверхностей уплотнения с учетом физико-механических свойств материала. Для оценки фактической площади контакта и величины относительного смещения поверхностей получены инженерные зависимости. Проведено моделирование процесса возникновения утечки в зависимости от указанных условий. Показано, что полная герметичность жестких стыков недостаточна даже при низкой шероховатости, обеспечиваемой финишными способами обработки, и отсутствии отклонений формы поверхностей стыка. Проведенное сравнение экспериментальных данных с полученными теоретическими результатами показало, что предложенные инженерные зависимости обеспечивают хорошее совпадение с опытными данными.