深海高压环境下O形密封圈的密封性能研究

简介

针对深海高压环境下的O形密封圈，建立了有限元模型，仿真分析了O形密封圈在不同硬度、不同工况下的密封性能，探讨了O形密封圈的材料硬度、径向压缩率和外界压力对密封接触压力的影响。研究表明，在径向压缩率为17％～26％的范围内，O形密封圈的材料硬度与截面压缩率相比，材料硬度的增加对初始接触压力的提高的影响更加显著；在静水压力的作用下，O形密封圈具有良好的自紧性能，并且接触压力始终大于外界静水压，其密封安全裕度的大小约为初始接触压力；经分析计算，邵氏硬度90HA的聚氨酯O形密封圈，在22％的初始安装压缩率的条件下，密封安全裕度约为10MPa，能满足6km深海高压密封的要求。为进一步验证有限元分析的正确性，进行了O形密封圈的深海试验，试验结果表明密封可靠，与仿真结果相一致。