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国外航天金属密封应用介绍
发布时间:2019-07-04        浏览次数:370        返回列表

本文主要介绍以美国航天金属密封为主,美国航天推进系统的发动机主要采用液氢液氧作为推进剂。氢氧泄漏后可聚集在发动机的周围或者尾部。氢氧混合后可以被发动机的高温部件或者被喷射出的高温气体点燃,导致火灾或者爆炸,从而引发严重的安全事故。另外,每台航天发动机上有近百个法兰接头,再加上推进剂馈给管线和姿态的法兰接头,等众多接头,如果密封性能效果不佳造成过量的泄漏也会降低发动机的性能。

    控制发动机泄漏最好的方法就是尽量在设计上采用整体结构。但是由于各个部位所用材料的差别,不可能将各部位都用焊接的方法连成一体。美国在早期的研制中,就把研究放在发动机部件和整体系统的工作性能上。对金属密封没有给予足够的重视。但是随着继续深入研究,逐渐暴露了密封问题。为了提高密封性能,达到零泄漏的要求,洛克达因公司和许多研究所做了大量的研究,最终研制出了适合航天发动机使用的弹性金属密封。这种密封的特性是:截面小,轴向负荷要求低,具有一定的弹性补偿能力。即使在密封困难的条件下,不需要笨重的法兰和粗大的螺栓仍然可以取得很好的密封效果。

弹性金属密封主要是靠它特殊几何形状,在施压后产生弹性内能,来使金属密封在振动、抖动、高温、高压及超低温环境下进行密封的。在金属密封受压时,金属密封上的镀层产生塑性变形,填入法兰表面凹凸不平处,因此再进一步提高了密封效果。

目前用来制备弹性金属密封的材料分三类:可硬化镍基合金、沉淀硬化不锈钢、奥氏体不锈钢。镀层材料大多选用银、金、铜、镍或塑性离散材料。弹性金属密封可以由机械切削和模具旋压成型两种方法制造。在两种方法中,或者比前者优点多:1适用于批量生产,价格低,加工成本低廉。2应力的分布于材料的分子排列方向一致。3尺寸精度易于控制。

金属密封是随航天技术发展而随之发展的一种先进的密封技术。该密封在高温、高压、低温工作环境下提供可靠的密封效果。由于弹性金属密封要求较小的轴向压紧力就可达到满意的密封效果,因此可以使用较小的螺栓和法兰,有效降低发动机的重量,提高发动机的性能。美国该密封技术已经发展到成熟阶段。而我国目前还处在研究初期,但是苏州中宝金属密封股份公司在该密封的研究上有了重大突破,由苏州中宝密封公司所生产的一部分金属密封在性能上已经能够与国外的媲美了。当然我国的金属密封与国外还存在一定差距,我国应当加强金属密封的研究,争取为我国航天重载型号取得突破。

来源:http://www.szzbmf.com/page134.html?article_id=50