80年代初新型碳材料快速發(fā)展起來，對(duì)許多工業(yè)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，不銹鋼螺絲被譽(yù)為21世紀(jì)材料科學(xué)領(lǐng)域中更具研究?jī)r(jià)值的材料。

　　20世紀(jì)60年代后期，美國(guó)聯(lián)碳公司用膨脹石墨制成密封材料，從而誕生了第二代密封材料。1971年美國(guó)洛克惠爾閥門工程設(shè)計(jì)中心為解決原子能閥門泄漏問題，對(duì)其國(guó)內(nèi)的某九家公司生產(chǎn)的各種不同類型的密封結(jié)構(gòu)在預(yù)設(shè)的64個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)均進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明，膨脹石墨材料的密封效果更好。因而，一些發(fā)達(dá)如美、日、法等對(duì)這種密封材料做了進(jìn)一步的深層次研究，加快了膨脹石墨材料在密封領(lǐng)域的發(fā)展速度，使這種髙效節(jié)能的新型多孔碳材料成為世界上備受關(guān)注的密封材料。

　　自1978年起我國(guó)才開始鉆研膨脹石墨材料及其復(fù)合材料制品，近幾年發(fā)展速度也很快。黃卓明等研究了柔性石墨在泵類動(dòng)密封上的應(yīng)用，證明了柔性石墨填料密封優(yōu)于浸油面紗、石棉盤根和橡膠盤根等填料密封，而且柔性石墨在堿液、稀硫酸、濃硫酸和有機(jī)溶劑中耐腐蝕且化學(xué)穩(wěn)定性好；姜放對(duì)膨脹石墨填料密封流體壓力的分布進(jìn)行了研究，得出了填料環(huán)國(guó)標(biāo)316六角頭螺栓生產(chǎn)廠家的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、大小及剛度對(duì)整個(gè)填料密封流體泄漏壓力分布曲線的影響，并提出使用不同國(guó)標(biāo)304六角螺絲廠家密度相同規(guī)格的填料環(huán)組裝在同一填料函中，可使流體泄漏壓力分布較為合理的見解；顧伯勤等人對(duì)不銹鋼柔性石墨纏繞墊片的高溫性能進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其壓縮量隨試驗(yàn)溫度和墊片壓緊應(yīng)力的增大而增大，墊片的回彈性能隨溫度的升高而下降，其壓縮回彈曲線具有非線性和非保守性，而且這種墊片由金屬和非金屬組成，常溫下亦有蠕變發(fā)生，蠕變量隨溫度的升高而增大；周庭年等人以蔗糖水溶液浸漬的膨脹石墨經(jīng)高溫處理達(dá)到在石墨層間結(jié)構(gòu)中滲碳的目的，提高了膨脹石墨材料的壓縮性能并提出以此滲碳材料為基體進(jìn)一步與不銹鋼絲制成夾層復(fù)合材料可提高抗拉強(qiáng)度40%左右；河南冶金設(shè)備聯(lián)營(yíng)公司經(jīng)過幾年研究，在膨脹石墨平面密封體技術(shù)上有了新的突破，提高了密封可靠性，實(shí)現(xiàn)了高溫密封材料的更新?lián)Q代，怎么安全使用高強(qiáng)度螺栓。達(dá)到了增產(chǎn)節(jié)約的目的。

　　作為一種新型功能性碳素材料，高強(qiáng)度外六角螺栓，膨脹石墨(Expanded Graphite，簡(jiǎn)稱EG)是由天然石墨鱗片經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì)。EG 除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等優(yōu)良性能以外，還具有天然石墨所沒有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性、生物相容性、耐輻射性等特性。[1] 早在19世紀(jì)60年代初，Brodie將天然石墨與硫酸和硝酸等化學(xué)試劑作用后加熱，發(fā)現(xiàn)了膨脹石墨，然而其應(yīng)用則在百年之后才開始。從此，眾多就相繼展開了膨脹石墨的研究和開發(fā)，取得了重大的科研突破。

　　膨脹石墨是由天然石墨鱗片經(jīng)過化學(xué)處理，國(guó)標(biāo)316外六角螺栓廠家，雙頭螺柱標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼u型螺栓，高溫下瞬時(shí)膨脹改性而成。它不僅擁有天然石墨優(yōu)良的化學(xué)性能，而且具有了更多獨(dú)特的機(jī)械性能，是目前適用范圍廣、高強(qiáng)度螺栓價(jià)格，密封性能良好的理想密封材料。主要性能介紹如下：

　　(1)密度：石墨鱗片經(jīng)髙溫膨脹后便制成具有疏松多孔微觀結(jié)構(gòu)特征的膨脹石墨。其堆積密度一般為0.002～0.005g/cm3，成品密度為0.8～1.8g/cm3，因而它的質(zhì)量較輕、可塑性較好；

　　(2)純度：膨脹石墨制品中碳元素的含量最多，固定的碳含量可達(dá)98%左右，有些特殊處理過的膨脹石墨材料其含碳量國(guó)標(biāo)304外六角螺絲生產(chǎn)廠家可超過99%，可以滿足許多工業(yè)部門對(duì)密封件高純度的要求。

　　(3)穩(wěn)定性：理論上說，膨脹石墨制品能在-200℃～3000℃下使用，作為密封

　　填料可在-200℃～800℃安全使用。能保證低溫不脆化、不老化，高溫不軟化、

　　不變形、不分解。而且膨脹石墨還具有較小的熱膨脹系數(shù)，使其穩(wěn)定性更好，u型螺栓規(guī)格。不銹鋼雙頭螺栓！在高溫和溫度劇變的工況下也能良好的密封。

　　(4)耐放射性：受中子射線、γ射線、α射線、β射線等長(zhǎng)期照射而不發(fā)生明顯變化。

　　(5)不滲透性：疏松多孔的特殊結(jié)構(gòu)使得其表面積很大，易形成極薄的氣膜和液膜從而阻止介質(zhì)滲透，雙頭螺柱規(guī)格對(duì)很多氣體和液體具有良好的不滲透性。

　　(6)自潤(rùn)滑性：膨脹石墨仍保持天然石墨鱗片的平面層狀結(jié)構(gòu)，外力作用下平面層間易相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生自潤(rùn)滑，有效防止軸或閥桿的磨損。

　　(7)耐腐蝕性:膨脹石墨具有穩(wěn)定的化學(xué)惰性，除了強(qiáng)氧化劑如王水、硝酸、硫酸和鹵素等一些特定介質(zhì)外，能適應(yīng)大部分酸、堿、鹽溶液、海水、蒸汽有機(jī)溶劑等介質(zhì)。

　　(8)可壓縮性和回彈性：膨脹石墨制品微觀上具有很多可壓縮的封閉小空隙，外力作用可被壓縮，同時(shí)，因小空隙中的空氣產(chǎn)生張力而具有很好的回彈性能。

　　(9)柔軟國(guó)標(biāo)316外六角螺絲廠家性：膨脹石墨質(zhì)輕柔軟，易加工，用普通刀具便可切割，可任意卷繞、彎折，地腳螺絲規(guī)格尺寸表。具有很多成品形狀。

　　膨脹石墨獨(dú)特的優(yōu)異性能，使得其備受研究者的喜愛，但其本身存在的一些不可忽視的弱點(diǎn)，也限制了它在更廣范圍內(nèi)的應(yīng)用。比如，膨脹石墨疏松多孔的特殊結(jié)構(gòu)使得它具有一定的吸水、吸油性，若用純膨脹石墨做汽車的汽組墊密封材料，就會(huì)造成因吸水、吸油而造成嚴(yán)重泄漏；膨脹石墨是由天然石墨高溫處理而得，其內(nèi)部的結(jié)合僅僅靠微弱的范德華力，因而強(qiáng)度較低；耐磨性差，不抗沖刷，因而不能直接用它做某些粟、閥門的密封材料。因而，尋找柔性石墨復(fù)合材料成為了國(guó)內(nèi)外從事膨脹石墨研究的科研人員的主要方向,現(xiàn)已取得很大進(jìn)展。

　　機(jī)械設(shè)備按密封面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分為靜密封和動(dòng)密封兩部分，而靜密封又是日常生產(chǎn)中常用的密封形式，如管道法蘭、螺紋連接、壓力容器與蓋的密封等，根據(jù)工作原理，靜密封又可分為螺栓法蘭連接墊片密封、自緊式密封、螺紋連接墊片密封和密封膠密封等，其中螺栓法蘭連接墊片密封是目前使用最廣的一種靜密封形式。對(duì)于這種密封結(jié)構(gòu)的研究工作主要集中在兩個(gè)方面：一方面是對(duì)于密封材料的性能測(cè)試，著重研究材料的制備方法以及實(shí)驗(yàn)儀器和方法的科學(xué)性、準(zhǔn)確性；另一方面，對(duì)引起系統(tǒng)密封失效的各種原因做了大量的分析工作，對(duì)于不同材料不同形式的墊片，分別研究影響其泄漏率大小的因素。

　　為防止流體的泄漏，所用基本方法是在密封口增加流體流動(dòng)的阻力，螺栓_螺母_銷及鍵_墊圈–【東臺(tái)市金東不銹鋼制品廠】當(dāng)介質(zhì)通過密封口的阻力大于密封口兩側(cè)的介質(zhì)壓力差時(shí)，介質(zhì)就被密封。而介質(zhì)通過密封口的阻力是借助于施加在壓緊面上的比壓力實(shí)現(xiàn)的，作用在壓緊面上的密封比壓力越大，石化專用雙頭螺栓廠家！則介質(zhì)通過密封口的阻力越大，越有利于密封。

　　螺栓法蘭連接的密封失效主要表現(xiàn)為泄漏，不銹鋼304雙頭螺柱，一旦發(fā)生泄漏就會(huì)造成事故，輕則造成能源和設(shè)國(guó)標(biāo)316六角螺絲廠家備的浪費(fèi)，影響正常生產(chǎn)運(yùn)行造成經(jīng)濟(jì)損失，316雙頭螺絲。重則可能引起爆炸造成人身傷亡，對(duì)環(huán)境造成不可估量的污染程度。因而盡可能地減少泄漏、提高對(duì)容器和管道等密封系統(tǒng)的密封要求顯得更為重要。

　　一種是“滲透泄漏”，螺栓批發(fā)緊固件不銹鋼螺絲螺絲批發(fā)新城定制，國(guó)標(biāo)石化35CrMoA六角螺栓，這種泄漏主要是由于墊片的材料本身具有很多毛細(xì)管，流體通過這些毛細(xì)管便可產(chǎn)生滲透泄漏，通常介質(zhì)內(nèi)壓越大、溫度越高、u型卡廠家，介質(zhì)粘度越小，滲透泄漏的概率就越大。此外，除了這些流體性質(zhì)及所處的工況條件的影響外，墊片結(jié)構(gòu)類型以及材料性質(zhì)也是最主要的因素，多發(fā)生在非金屬塾片密封時(shí)，緊固螺帽的方法有哪幾種，這是由于這些材料本身具有很多微小的間隙，12.9級(jí)雙頭螺栓！組織疏松，緊密性差。當(dāng)作用其上很小的壓力時(shí)，介質(zhì)就可能很容易地通過大量的毛細(xì)血管而發(fā)生泄漏。國(guó)標(biāo)六角螺絲規(guī)格地腳螺栓規(guī)格一般來說可以通過對(duì)這些滲透性的墊片材料添加某些填充劑。比如用硅酸、磷酸等溶液浸泡的方法進(jìn)行改良，或與某些不透性材料組合制成復(fù)合材料也可減少“滲透泄漏”。

　　二是“界面泄漏”，即沿著墊片與法蘭壓緊面之國(guó)標(biāo)316六角螺栓生產(chǎn)廠家間泄漏，泄漏量大小主要與界面間間隙尺寸有關(guān)。造成這種泄漏的因素主要有兩個(gè)：(1)加工時(shí)密封面凹凸不平或是壓緊時(shí)力度太小、不均勻，不銹鋼螺絲造成了密封面上存在間隙。(2)密封面兩側(cè)存在壓力差或濃度差。在實(shí)際操作時(shí)，密封面兩側(cè)存在的壓力差和濃度差是無可避免的，要想減小這種界面泄漏,就必須提高加工精度，同時(shí)要合理給墊片施加壓緊力，充分利用墊片產(chǎn)生的壓縮回彈形變來填補(bǔ)密封上四凸不平的間隙。

　　根據(jù)生產(chǎn)工藝及設(shè)備安裝的需要，地腳螺栓報(bào)價(jià)，化工設(shè)備或管道連接多采用可拆式連接結(jié)構(gòu)，如：螺紋連接、插套連接、石化35CrMoA雙頭螺栓！法蘭連接等，而法蘭連接304六角頭螺栓廠家又是應(yīng)用最廣泛的可拆式連接，研究法蘭連接結(jié)構(gòu)的受力及變形情況成為了重點(diǎn)。依據(jù)介質(zhì)內(nèi)壓和介質(zhì)類型合理選擇法蘭、螺栓和塾片的材料以及結(jié)構(gòu)類型，下圖為法蘭連接結(jié)構(gòu)的一般型式。

　　金屬齒形墊一般用精密的車床在金屬不銹鋼平墊片的二面加工成同心的溝槽，根據(jù)不同的介質(zhì)，可選擇柔性石墨、PTFE、標(biāo)準(zhǔn)螺柱無石棉板或其它一些軟金屬，粘貼在墊片的二面。也可不帶密封層直接國(guó)標(biāo)304六角螺栓廠家使用，且能達(dá)到良好的密封效果，但在高壓場(chǎng)合中容易對(duì)法蘭的表面造成損失。

　　根據(jù)我國(guó)2009年7月實(shí)施的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼制管法蘭用具有覆蓋層的304六角螺栓廠家齒形組合墊》(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：HG/T20623-2009），鍍鋅外六角螺栓廠家，本文選用DN80的金屬齒形墊，其金屬骨架結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)形式分別如圖4-2、圖4-3所示，標(biāo)準(zhǔn)墊片的尺寸大小如表所示。本文主要研究公稱直徑不變的條件下，金屬骨架的齒數(shù)N和膨脹石墨覆蓋層的厚度S對(duì)復(fù)合墊片力學(xué)性能的影響

　　在316六角頭螺絲廠家前處理過程中，金屬骨架的材料選用304不銹鋼，其彈性模量為2.0x10＾11 Pa，泊松比為0.313，剪切模量為7.45x10＾11 Pa，u型螺栓價(jià)格屈服極限為2.05X 10＾8 Pa，密度為7850kg/m3，單元類型釆用“planel83”；覆蓋層的材料選用密度為1000kg/m3的膨脹石墨，其彈性模量為1.0x10＾10 Pa，泊松比為0.01，剪切模量為1.0x10＾7 Pa，高強(qiáng)度螺栓的生產(chǎn)質(zhì)量缺陷。屈服極限為6.0x10＾7 Pa，單元類型為“planel82”。預(yù)埋地腳螺栓，由于墊片結(jié)構(gòu)為中心軸對(duì)稱圖形，忽略不計(jì)圓周方向上的應(yīng)力，我們將三維幾何模型簡(jiǎn)化為二維模型進(jìn)行軸向應(yīng)力分析。

　　Planel82單元是2維4節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，用于2維模型。每個(gè)單元有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)又有兩個(gè)自由度，即沿x，y方向的平移。該單元即可作為平面單元(平面應(yīng)力、平面應(yīng)變或廣義平面應(yīng)變)，也可作為軸對(duì)稱單元，u型螺栓，具有塑性、超彈性、應(yīng)力強(qiáng)化、使用防盜螺絲需要注意些什。大變形、大應(yīng)變能力以及力一位移混合公式的能力，可以用來模擬幾乎不能壓縮的次彈性材料和完全不能壓縮的超彈性材料的變形。

　　Planel83單元是一個(gè)高階2維8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，具有二次位移函數(shù)，怎么確定裝配高強(qiáng)度螺栓時(shí)，適用于模擬不規(guī)則模型的網(wǎng)格劃分。該單元由8個(gè)節(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有方向兩個(gè)自由度。與PIanel82單元相似，不銹鋼螺栓規(guī)格尺寸。它也可用作平面單元和軸對(duì)稱單元。地腳螺絲規(guī)格表，具有塑性、孺變、應(yīng)力剛度、大變形、大應(yīng)變的能力，同時(shí)具有力一位移混合公式的能力，可用來模擬接近不可壓縮的彈塑性材料的變形，支持初始應(yīng)力選項(xiàng)。并提供不同的打印輸出選項(xiàng)。

　　ANSYS軟件包含了耦合自由度和約束方程的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)剛性區(qū)域、六角螺栓應(yīng)用，某些結(jié)構(gòu)的鉸鏈連接、具有對(duì)稱性的相對(duì)滑動(dòng)邊界、周期條件和其它的特殊內(nèi)節(jié)點(diǎn)連接等細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確描述。應(yīng)用于模型部分的典型的耦合自由度包括：結(jié)構(gòu)對(duì)稱、外六角螺栓在兩個(gè)重復(fù)節(jié)點(diǎn)之間形成鉸鏈、銷釘、萬向節(jié)和滑動(dòng)連接，從而使模型的某一部分表現(xiàn)出剛體的特性。

　　本節(jié)模擬中為了更好地表現(xiàn)出膨脹石墨復(fù)合層的變形協(xié)調(diào)性，僅僅用常規(guī)的單元連接節(jié)點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)，而必須在上面的復(fù)合層上表面上進(jìn)行耦合自由度的操作，將X方向作為主自由度，約束其上表面各重復(fù)節(jié)點(diǎn)的X、Y方向上的位移一致，以保證上表面的剛體特性

　　定義結(jié)構(gòu)的分析類型為靜力分析后，為了得到柔性石墨金屬齒形復(fù)合墊整體結(jié)構(gòu)的壓縮回彈性能曲線，需要使用多步加載方法。首先需要給模型施加邊界條件，本模擬中約束所有模型的下復(fù)合層的下表面的軸向自由度，即限定UY=0；然后在上復(fù)合層的上表面上施加均勻載荷60MPa，設(shè)定載荷步選項(xiàng)包括設(shè)定載荷步結(jié)束時(shí)間為lOs、不銹鋼螺絲規(guī)格尺寸表！不銹鋼雙頭螺栓廠家，子步數(shù)為100以及載荷步的讀取方式為每一子步讀取結(jié)果等，之后進(jìn)行寫載荷步，記為1；最后在上復(fù)合層的上表面上施加載荷大小為0MPa的載荷，設(shè)定載荷步選項(xiàng)包括設(shè)定載荷步結(jié)束時(shí)間為20s，其它值默認(rèn)，寫載荷步，記為2。其中載荷步1的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的逐步加載，雙頭螺栓，載荷步2的效果是實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的卸載過程。

　　當(dāng)邊界條件和載荷步設(shè)定好之后便可開始計(jì)算，選擇“Solution—Slove—From LS Files完成對(duì)多步載荷的求解。

　　本文介紹的是一種當(dāng)前研究界較為關(guān)注的墊片一膨脹石墨金屬齒形復(fù)合墊片。國(guó)標(biāo)石化不銹鋼雙頭螺柱，這種墊片以金屬波形骨架為基體，在其上覆蓋一層一定厚度的膨脹石墨便可得到，它不僅具有金屬骨架剛度大、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，還擁有膨脹石墨良好的壓縮回彈性能及耐高低溫等特性，收到了雙重密封的效果，廣泛應(yīng)用于很多設(shè)備密封結(jié)構(gòu)中。目前，對(duì)其進(jìn)行的分析大部分還僅限于實(shí)驗(yàn)研究，數(shù)值模擬分析甚少，因而本文選用ANSYS軟件對(duì)這種墊片的密封性能進(jìn)行數(shù)值模擬分析并實(shí)現(xiàn)了墊片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中所得的結(jié)論包括：

　　(1)加載過程中隨著載荷步的增加即載荷數(shù)值的增大，墊片結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值和位移值均在不斷增加，而在卸載過程中該節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值隨載荷的減小而減小，地腳螺絲型號(hào)，這與實(shí)際的加載卸載規(guī)律一致；

　　(2)當(dāng)膨脹石墨覆蓋層厚度為0.5mm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合墊片(12個(gè)齒)以及10個(gè)齒的復(fù)合塾片其壓縮曲線mm)及覆蓋層厚度為0.4mm、0.6mm的復(fù)合墊片其壓縮性能曲線)當(dāng)膨脹石墨的覆蓋層厚度為0.5mm時(shí)，齒數(shù)為N=10的復(fù)合墊片的泄漏率最小，而標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合墊片(N=12)的泄漏率卻是更大；

　　(5)當(dāng)金屬骨架的齒數(shù)為12個(gè)時(shí)，不銹鋼外六角螺絲膨脹石墨覆蓋層的厚度為的復(fù)合墊片的泄漏率最小，泄漏率的更大值仍然是標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合墊片的泄漏率數(shù)值。