基于Archard理论的硬密封磨损寿命分析

王祺武，李志鹏，，李 捷

（1.长沙理工大学 能源与动力工程学院，长沙 410114；2.湖南省特大口径电站阀门工程技术研究中心，长沙 410007）

0 引言

泄漏是阀门使用中常见的故障，密封件相互接触产生磨损量的累积是引起密封失效的主要原因之一，严重时甚至造成安全事故。因此，有必要对阀门启闭过程中的密封磨损情况进行研究分析。

SCHMIDT 等[1]基于 Archard磨损模型，通过有限元软件二次开发功能求解了O形圈的磨损量。冯占荣等[2]应用有限元法对关闭状态下的硬密封球阀密封性及应力进行分析，解决了阀门泄漏的问题。偶国富等[3]建立了球阀的主密封结构有限元模型及密封性能评价模型，采用硬接触小滑移算法对密封副接触进行了非线性有限元分析，得到了金属硬密封球阀主密封面密封比压变化规律。LI等[4]利用有限元仿真模拟了环形密封件的磨损状况，发现随着时间的推移，密封表面逐渐消耗，致使密封表面的最大接触压力快速下降并逐渐保持平稳。常凯[5]基于Archard摩擦磨损模型，利用有限元仿真软件ANSYS结构和热分析功能，提出了一种适用于O形旋转密封圈的磨损模拟方法。华剑等[6]对金属陶瓷硬密封副密封比压采用赫兹弹性接触理论分析，并建立了密封性能评价模型。孔翔等[7]建立了金属密封副有限元模型并进行泄漏分析，通过修改各结构参数分析得到泄漏影响趋势，对阀门进行了新的设计。

硬密封阀门因其能正常工作在较高温度和介质压力下，并具有良好的密封性能和耐磨性，在炼油、煤煤化工和传统电站疏水系统及发电厂等各个领域被广泛应用。……