高圧装置 (水素エネルギー貯蔵システム,圧力容器,石油化学機器など) では,螺栓穴の密封性能が装置の安全性にとって極めて重要です.螺栓穴の密封が故障すると,メディアが漏れることがあります.そのため,高圧下での密封性能を確保するために螺栓穴の設計を最適化する方法は,さらに研究される問題です.

• 1高圧装置の螺栓穴密封の課題
• 1.1 密封性能に対する高圧力の影響
• 螺栓の高圧力は,螺栓穴密封を実現するための重要な要因の1つです.しかし,過剰な高圧力は,以下の問題を引き起こします.
• 糸変形: 糸表面のプラスチック変形で,密封面の整合性に影響する.
• シーケットの過負荷:シール洗浄機を使用した場合,過度のプレテンション力は洗浄機の挤出または早速故障を引き起こす可能性があります.
• ストレスの濃度:高圧機器では,ストレスの濃度エリアは,螺栓穴の周りに容易に形成され, hiloの疲労や裂け目を引き起こす可能性があります.

• 1.2 スクリューホール加工の誤りとシール障害
• 螺栓穴の加工の誤りは,主に以下において密封障害を引き起こす可能性があります.
• 過剰なスレッド耐久性: 螺栓穴のスレッド精度が不十分であるため,ボルトの取り込み密度に影響を与え,密封性能を低下させる.
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• 同軸度偏差: 糸穴と密封面の同軸度偏差は,局所的に密封が不十分である.
• 表面の荒さの影響: 密封面の荒さにより接触面が減り,密封が減るパフォーマンス

• 1.3 労働環境への影響
• 高圧装置の螺栓穴密封は,機械的要因だけでなく,環境要因も影響します.
• 高温/低温環境: 温度変化により,ボルトと螺栓の穴の膨張係数が異なるため,プレテンション力の弱さが生じます.
• 腐食媒質:水素のような高圧ガスでは,ボルトや螺栓の穴が水素で壊れやすい.
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• • 振動と衝撃:機械機器の振動はボルトを緩め,シールの安定性に影響します.
  • 2. 螺栓穴シールの最適化設計
  • 2.1 糸構造の最適化
  • 適切なスレッドタイプを選択します.
  • 細い歯糸 (ISO 2901 など) は密封性能を向上させることができます.
  • トラペソイド糸 (DIN 103 のような) は,強張性があり,高圧密封に適しています.
  • 糸の接触長さを増やす:
  • 一般的には,シール能力を向上させるために,スレッドエンゲージメントの長さはボルト直径の1.5-2倍であることを推奨します.
  • 表面処理を最適化する:
  • 摩擦係数を減らし,耐腐蝕性を向上させるため,酸化,ニッケル,銀塗装のコーティングが使用されます.
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  • 2.2 密封補助材料の選択
• 金属洗浄機 (銅パッド,ニッケルベース合金パッドなど): 極端な高圧用,高温耐性,耐腐蝕性.

柔軟なシールリング (例えばフッ素ゴム,PTFE):低圧シールに適し,マイクロシール効果を向上させる.

密封塗装 (液体密封剤など): 密封の追加保護のために糸のクリアランスを埋め込む.

• 2.3 圧力の制御
• 螺旋孔密封は適正なプレテンション制御に依存し,一般的な方法には以下が含まれます.
• トルク制御方法 (ISO 898-1規格による):ボルト仕様と材料に応じて適切な緊縮トルクを選択する.
• 液圧拉伸方法: 均等な力を確保するために,直径が大きいボルトに適しています.
• 超音波測定方法:高精度機器に使用され,プレテンション力のリアルタイムモニタリング.

3設計の検証と試験

3.1 有限要素分析 (FEA)

有限要素分析 (ANSYS,Abaqusなど) は,密封設計を最適化するために高圧条件下で螺栓穴の力分布をシミュレートするために使用されます.

3.2 実験試験

空気密度試験 (ヘリウム漏れ試験など):螺栓穴密封が適合しているかを確認する.

わかった圧力疲労試験: 装置の長期的動作をシミュレートし,密封性能の安定性を試験する.

耐腐食性試験 (例えば塩噴霧試験): 厳しい環境における密封材料の性能を評価する.

高圧機器の螺栓穴密封設計では,スレッド構造,密封材料,固定力制御,環境への影響の要因を全面的に考慮する必要があります.糸の幾何学を最適化することで高性能密封材料の選択,高精度加工,厳格な試験と検証極度の作業条件下で機器の安全な操作を保証するために,螺旋穴の密封性能を効果的に改善することができます..