一種內置彈簧的C形包覆密封環及其制造方法技術

一種內置彈簧的C形包覆密封環及其制造方法，由三部分組成包括由高純度銀組成的第一環和鉻鎳鐵合金600組成的第二環，以及被鉻鎳鐵合金600外殼包裹在內的鉻鎳鐵合金750繞成的螺旋形彈簧組成，在如此連接成一體的密封環外側沿周向有開口。這種環截面成C形，帶有徑向的外密封面和內密封面。當壓縮該密封圈時，螺旋形彈簧的每一圈對徑向鎳鉻合金600環產生附加的反彈力，并使高純度的銀環發生塑性變形，填實了法蘭密封表面的微小缺陷。這種彈性和塑性的配合，使該金屬密封圈具有很好的密封性能和補償因溫度和壓力波動引起法蘭變形和密封圈松弛的能力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種重要場合下的壓力容器中的密封件，尤其是高溫、高壓壓力容器和穩壓器中使用的包覆密封環。
技術介紹
在高溫、高壓工況條件如核電站下的密封，必須考慮到如下技術指標：1、要保證運行期間在溫度與壓力交變的情況下泄漏率始終≤10-9Pa·m3/s，3、在事故中如急速冷卻中，泄漏率≤10-6Pa·m3/s。壓力容器和穩壓器中是熱電站設備中使用的重要部件，這些部件與外界相連時必須要有各種類型的靜密封以防止熱循環轉換工質的泄漏。密封件具有各種不同的橫截面結構以專門密封各種不同的部件，例如通常采用的：純鎳實心環墊片，纏繞墊片，齒形墊片、透平墊片等。但是這些墊片均難以避免在溫度與壓力交變的情況下墊片會產生應力松弛進而導致泄漏率達不到≤10-9Pa·m3/s的要求。因此需要提供一種效果更好的密封件來保證壓力容器法蘭之間結合處的密封性。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供實現塑性和彈性良好配合的C型密封環，其能夠利用兩種不同金屬材料與彈簧三者之間的相互作用實現塑性和彈性的良好配合，從而使該包覆密封環具有良好的密封性能。本專利技術的另一個目的是提供一種C型密封環，其能補償因溫度和壓力波動引起的法蘭變形和密封圈松弛。這種C型包覆密封環，包括：第一環，所述第一環位于密封環的最外側，其截面呈C形，并帶有第一外密封面和第一內密封面；第二環，所述第二環外側被所述第一環緊密包覆，其截面呈C形，且帶有第二外密封面和第二內密封面；還包括金屬彈簧，所述金屬彈簧環設于所述第二環的內側并被所述第二環壓緊。這種環截面成C形，帶有徑向的外密封面和內密封面。當壓縮該密封圈時，螺旋形彈簧的每一圈對徑向內層金屬外殼產生附加的反彈力，并使外層金屬材料發生塑性變形，填實了法蘭密封表面的微小缺陷。這種彈性和塑性的配合，使該金屬密封圈具有很好的密封性能和補償因溫度和壓力波動引起法蘭變形和密封圈松弛的能力。這種密封環，所述第一環為鉻鎳鐵合金(inconel)600，所述第二環為純度大于等于99％的銀，所述金屬彈簧采用的材質為不同于第一環的鉻鎳鐵合金(inconel)750。在鉻鎳鐵合金(inconel)750中必須含有質量百分比為13-20的鉻，加入鉻以后的彈簧材料的化學性質在核電站壓力容器工況下非常穩定，所形成的彈簧具有強抗腐蝕能力。上述三種材料的彈性和塑性的相互配合和相互的作用，使該金屬密封環具有很好的密封性能和補償因溫度和壓力波動引起法蘭變形和密封環松弛的能力本專利技術還提供一種制造C型包覆密封環的方法，用三個不同部分相互包覆形成密封環，步驟如下：1)繞制鉻鎳鐵合金(inconel)750金屬彈簧圈，并進而采用高溫熔焊的方-->式進行焊接，保證只有一個焊點；2)制作材料為鉻鎳鐵合金(inconel)600的第二環，首先采用滾壓成型的方式制成一段端面成C形的環，進而采用高溫熔焊的方式進行焊接，保證只有一個焊點；3)制作材料為銀含量99％以上的第一環，采用滾壓成型的方式制成一段端面成C形的環，進而采用高溫熔焊的方式進行焊接，保證只有一個焊點；4)將步驟1制成的彈簧圈緊密包覆在第二環內；5)將步驟3制成的第一環緊密包覆在第二環上。鉻鎳鐵合金750材質中必須含有質量百分比為14-17的鉻且鈷的質量百分比含量要小于等于0.2。本專利技術提供的密封環由于含有質量百分比為13-20的鉻，由于鉻有能溶于鹽酸、硫酸和高氯酸，遇硝酸后鈍化，不再與酸反應的性質，形成一個焊點時具有極佳的均質性，利于徑向密封和周向補償。在因科鎳750合金中通常含有鈷，鈷具有延伸性，但是本專利技術的密封環彈簧鈷的質量百分比含量要小于等于0.2，以防止高溫事故工況下發生強氧化反應。有以上內容組成的密封環，使泄漏率≤10-9Pa·m3/s。附圖說明根據下文的描述和附圖，可以很好地理解本專利技術，這些附圖顯示了本專利技術的非限制性的實施例。更特別地，在附圖中：下面結合實例進行進一步的說明：圖1是壓力容器的軸向剖面圖，含有本專利技術的實施例位于壓力容器筒體法蘭與頂蓋法蘭之間接合處的密封。圖2是圖1中所示的本專利技術實施例的環形密封環的截面圖。1第一環，2第二環，3金屬彈簧，4法蘭，5管嘴，6頂蓋，7壓力容器支承面，8環形段，9導向裝置，10容器筒體具體實施方式圖1所示是高溫、高壓冷卻劑的壓力容器，筒體10由一個帶螺栓螺紋孔的法蘭4一個焊有冷卻劑進出口管嘴5的環形段8一個過渡段和一個半圓形下封頭焊接而成，其中頂蓋6由鋼板熱壓成半圓形，在上法蘭4上周邊鉆有螺栓孔，其支承面上開有放置本專利技術的溝槽。高溫、高壓冷卻劑在壓力容器內流動時，其中有一部分沿壓力容器的內壁直接流向壓力容器出口接管，并伴隨溫度與壓力的變化，由于壓力容器頂蓋和筒體法蘭是兩個獨立制作的部件，在壓力容器中必須裝配在一起并且要保證高密封性，壓力容器運行時內部壓力要遠遠大于壓力容器所在的環境壓力，為防止冷卻劑泄漏，在壓力容器筒體與頂蓋之間安裝一密封環。壓力容器筒體與頂蓋之間接合處要承受在工作過程中，熱冷卻劑產生的膨脹和收縮而引起的徑向和軸向的應力變化，本專利技術是用一種簡單而有效的設計來適應此位置較高的徑向和軸向的應力變化，以取得最大的密封效果。通過圖2中所示截面圖，本專利技術得以更明確的描述。該環由三部分組成，包括軸向相對由不同材料組成的第一環1和第二環2，并且同時在內側設置金屬彈簧3，連接成一體的密封環中有一沿環外側的周向開口；所述的第一環截面呈C形，帶有徑向的密封面；所述的第二環截面呈C形，帶有徑向的密封面；所述的螺旋形彈簧被兩層金屬包覆在內。第一層-->與第二層環阻止了密封環的周向伸展，從而防止產生不良的圓周應力。可見，本專利技術較特別的是在傳統C形密封環中分別設置不同材質的內外層且在內側設置了彈簧3。較佳的是，選擇兩環為不同材質的金屬，如第一環為純度大于等于99％的銀，第二環為鉻鎳鐵合金(inconel)600，而金屬彈簧采用的材質為不同于第一環的鉻鎳鐵合金(inconel)750，因科鎳750中必須含有質量百分比為14-17的鉻且鈷的質量百分比含量要小于等于0.2。。在較佳實施例中，第一環和第二環軸向隔開，是各自獨立的兩個部分，兩個環所用金屬材質不同。第一層金屬環比第二層金屬環硬度要小，主要用來起到良好的彌合作用，并用來填實法蘭密封表面的微小缺陷。由金屬材料組成的第一環和第二環均只有一個焊點。其被金屬環包裹在內的螺旋形彈簧是一個整體彈簧，中間只有一個焊點，較佳的利于徑向密封和周向補償。工作中彈簧和第一層、第二層金屬環用來密封高溫高壓的冷卻劑在其間產生的各種不同的徑向的泄漏，使泄漏率在正常情況下始終≤10-9Pa·m3/s。，這種彈性和塑性的配合，使該金屬密封圈具有很好的密封性能和補償因溫度和壓力波動引起法蘭變形和密封圈松弛的能力。-->本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種內置彈簧的Ｃ形包覆密封環，其包括：第一環，所述第一環位于密封環的最外測，其截面呈Ｃ形，并帶有第一外密封面和第一內密封面；第二環，所述第二環外側被所述第一環緊密包覆，其截面呈Ｃ形，且帶有第二外密封面和第二內密封面；上述兩環連接成一體且沿環周向外側有一周向開口；還包括金屬彈簧，所述金屬彈簧環設于所述第二環的內側并被所述第二環壓緊。

【技術特征摘要】
1.一種內置彈簧的C形包覆密封環，其包括：第一環，所述第一環位于密封環的最外測，其截面呈C形，并帶有第一外密封面和第一內密封面；第二環，所述第二環外側被所述第一環緊密包覆，其截面呈C形，且帶有第二外密封面和第二內密封面；上述兩環連接成一體且沿環周向外側有一周向開口；還包括金屬彈簧，所述金屬彈簧環設于所述第二環的內側并被所述第二環壓緊。2.根據權利要求1所述的密封環，其特征在于：所述第一環為純度大于99％的銀，所述第二環為鉻鎳鐵合金600，所述金屬彈簧采用的材質為不同于第二環的鉻鎳鐵合金750。3.根據權利要求2所述的密封環，其特征在于：這三種材料的結合形成了穩定的密封結構，第一環與第二環之間與彈簧相互施壓有利于補償并填實密封表面的微小缺陷。4.根據權利要求2所述的密封環，其特征在于：第二環內包覆的金屬彈簧采用的鉻鎳鐵合金750材質中必須含有質量百分比為14-17的鉻且鈷的質量百分比含量要小于等于0.2。5.根據權利要求1至3中的任一個所述的密封環，其特征在于：所述金屬彈簧為整體彈簧，中間只有一個焊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：勵行根，宋煒，
申請(專利權)人：寧波天生密封件有限公司，
類型：發明
國別省市：33