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伸缩接头密封环有限元分析模型

[来源:http://www.gysyd.com/]    [日期:2019-02-16 10:30]    [热度:]
1、几何模型
伸缩接头密封环进行有限元分析,鉴于其边界条件的复杂性,将密封环、上下止推环、内筒及密封支撑套作为整体进行分析。根据密封结构的几何形状、材料和边界条件的特点,建立伸缩接头密封的二维轴对称模型。
2、载荷条件
伸缩接头密封分析载荷条件包括2个方面,首先驱动压力施加过程,即上下止推环、内筒位置固定不变,密封支撑套平移对密封环进行压缩; 其次由于隔水管伸缩接头内部设有轴承,内外筒之间可以实现相互转动,以此实现对平台转动的抵消,相对于内外筒之间伸缩运动的频繁,旋转运动可以忽略,因此只对内筒设置纵向位移来模拟内筒相对外筒伸缩运动的摩擦力。
3、隔水管伸缩接头密封失效模式与失效判据
伸缩接头长期处于内筒相对外筒做伸缩运动的状态,通常情况下认为伸缩接头密封失效是因为内筒外表面腐蚀导致表面不光滑所致,但即使内筒外表面光滑,也会发生伸缩接头密封环失效现象发生。2007年3月12日,Shell 海洋公司Deepwater Nautilus平台伸缩接头上空气供应管线断开,9桶合成基泥浆泄漏进入海里,事故原因为经受三次风暴的钻井隔水管张紧器软管破裂导致连接到伸缩接头上的空气供应管线缠绕和失效,伸缩接头中的空气压力降低使泥浆泄漏进入海里。因此,关于伸缩接头密封失效判据,需要从接触应力、剪切应力2个方面进行考虑。
4、最大接触应力
密封环在密封支撑套的挤压安装下,受到一种初始挤压或压缩作用,这种压缩作用提供了初始密封压力。后来通过外加空气压力使其进一步变形,与伸缩接头内筒外表面保持接触,这种压力传递到被密封表面上去。
关键字:伸缩接头