基于石墨密封的海底管道维修卡具设计

海底管道维修卡具是海底管道应急维修的关键设备。通过分析维修卡具的工作原理，确定密 封结构尺寸设计是维修卡具设计的关键。采用压缩回弹试验的方式，对轴向石墨密封条的载荷-变 形曲线进行了测定，计算出当石墨密封条工程应变达到0.18、氟橡胶密封条工程应变达到0.25 时， 密封条的工程应力达到3 MPa。通过对密封半环在不同压缩率下的平均接触压力的分析表明，当密 封半环径向压缩率达到12.5％时，石墨、氟橡胶密封半环的平均接触压力均超过4 MPa。在确定密 封结构尺寸后，通过水压试验对比了石墨和氟橡胶在维修卡具密封应用中的优劣。试验结果表明： 石墨可以作为维修卡具的密封材料，在压力等级低于2 MPa 的工况中表现良好；在相同的螺栓载荷 下，氟橡胶的密封表现优于石墨；石墨材料不会由于老化而导致密封失效，因而基于石墨的海底管 道维修卡具有更广阔的应用前景。（图4，表5，参20