基于压力渗透仿真方法的旋塞阀金属密封性能研究
张树林
逄皓
烟台杰瑞石油装备技术有限公司,烟台 264003
摘要：[目的]针对深层油气开采中旋塞阀在高温高压工况下的金属密封可靠性难题,探究弧片与旋塞关键几何尺寸对密封性能的影响规律,为旋塞阀高可靠性设计提供参考.[方法]首先,采用基于压力渗透机制的有限元仿真方法,设定与表面粗糙度相关的压力判据,动态模拟介质沿接触界面的渗透过程,实现多因素耦合的密封行为分析;其次,构建5组不同外弧直径的装配模型,开展多压力等级接触特性计算,明确外弧尺寸对密封带形成及接触压力分布的影响;然后,固定最优外弧尺寸,建立5组不同内弧直径模型,分析内弧尺寸与装配间隙对密封性能的作用机制;最后,加工多组尺寸试样开展高压密封试验,验证仿真结论可靠性.[结果]结果表明,当外弧直径为145.35 mm时,旋塞阀在5 000～15 000 psi(1 MPa=145 psi)全压力范围内均可形成连续有效的密封带,综合密封性能最优,且存在显著的最佳尺寸区间;内弧直径对密封性能呈近似线性负相关,当内弧直径为126.01 mm时,装配间隙最小,接触压力分布更为均匀,密封带宽度显著增加,密封可靠性有效提升.
关键词：旋塞阀金属密封压力渗透有限元仿真密封性能尺寸优化
分类号：TH134(机械零件及传动装置)
论文发表日期：2026-08-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 128-136 )
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