一、前言

API 6A 暗杆平板闸问鼎在线(中国)问鼎在线(中国)前密封原理：在没有压力或低压的情况下，通过问鼎在线(中国)座后的波形弹簧提供预紧力，推动问鼎在线(中国)座压向闸板，并与之贴合实现密封，当有压力时，通过问鼎在线(中国)座前后形成的密封比压，产生推力，使问鼎在线(中国)座向闸板移动并且贴合在入口端实现密封。

一般情况下，闸板的厚度大于设计计算得出的闸板*小厚度即可，但是由于暗杆平板闸问鼎在线(中国)闸板中间设计不通孔以装配问鼎在线(中国)杆，导致受压时闸板变形量过大。而且经过密封试验，这一系列的问鼎在线(中国)门均在闸板上口出现了不同程度的泄漏。根据几台样机出现的不同结果，结合其相应闸板的单边厚度，分析得出，其出现泄漏及泄漏的程度都与闸板单边厚度有关，故采用 COSMOS 有限元分析与试验相结合的方式来解决这个难点。

二、分析闸板厚度对受压变形的影响

首先，对闸问鼎在线(中国) 2-1/16GBN Ⅰ 10MJ 的闸板进行分析，通过有限元分析得出同一种闸板不同厚度的变形情况：

l）改进前闸板厚度 42mm，闸板单边厚度 7mm，如图 1 所示，图 2 是在10000psi（1psi=6.895kPa）压力下闸板的位移量，密封面*外圈从闸板下口开始逆时针方向测量一周的位移量如图 3。

 改造前闸板
 改造前闸板位移量
 密封圈一周位移量

分析结果，得出：闸板受压时，闸板上口为变形即位移*大处，*大位移为 0.026mm，闸板左右两侧为变形即位移*小处，*小位移为 0.011mm 左右，相对位移为 0.015mm。

2）改进后闸板厚度 48mm，闸板单边厚度 10mm，在 10000psi 压力下闸板的位移量如图 4，图 5 表示密封面*外圈从闸板下口开始逆时针方向测量一周的位移量。

改造后闸板位移量
改造后密封面一周位移量

分析结果，得出：闸板受压时，闸板上口为变形即位移*大处，*大位移为 0.0205mm，闸板左右两侧为变形即位移*小处，*小位移为 0.014mm 左右。相对位移为 0.0065mm。

其次，对闸问鼎在线(中国) 3-1/16GBN Ⅰ10MJ 的闸板进行分析，通过有限元分析得出同一种闸板不同厚度的变形情况，测量方法同前，从闸板密封面下口开始沿密封圈外圆逆时针方向测量。

闸板厚度为 50mm，闸板单边厚度 7mm 时，在 10000psi 压力下密封面*外圈从闸板下口开始逆时针方向测量一周的位移量如图 6，闸板厚度为 60mm，闸板单边厚度 12mm 时，密封面*外圈从闸板下口开始逆时针方向测量一周的位移量如图 7。

 闸板厚度为 50mm，闸板单边厚度 7mm 时密封面一周的位移量
闸板厚度为 60mm，闸板单边厚度 12mm 时密封面一周的位移量

同理，闸板厚度为 50mm 时，*大位移为 0.038mm 左右，*小位移为 0.014mm 左右。相对位移为 0.024mm；厚度为 60mm 时，*人位移为 0.0301mm 左右，*小位移为 0.017mm 左右。相对位移为 0.0131mm。

三、分析问鼎在线(中国)座密封面宽度对受压变形的影响

对闸问鼎在线(中国) 3-1/16GBN Ⅰ 15MJ 的闸板进行分析，理论分析得知，如果密封面宽度稍微加大，可以增加受压时闸板的支撑面积，如图 8 所示，可以减小受压时的变形，通过有限元分析，得出如下结论。

闸板支撑面积

闸板厚度为 60mm，单边厚度为 13mm 时分析得出的密封面变形位移如图 9，*大位移*为 0.047mm 左右，*小位移为 0.026mm，相对位移量为 0.021mm。

闸板厚度为 60mm，单边厚度为 13mm 时密封面变形位移

闸板厚度为 66mm，单边厚度为 16mm，密封面宽度不变时，分析得出的密封面变形位移如图 10，*大位移量为 0.0445mm 左右，*小位移为 0.0275mm，相对位移量为 0.017mm。

闸板厚度为 66mm，单边厚度为 16mm 时密封面变形位移

闸板厚度为 60mm，单边厚度为 13mm 密封面宽度增加 1.5mm 时分析得出的密封面变形位移如图 11，*大位移量为 0.044mm 左右，*小位移为 0.025mmm，相对位移量为 0.019mm。

闸板厚度为 60mm，单边厚度为 13mm，密封面宽度增加 1.5mm 时分析得出的密封面变形位移

闸板厚度为 66mm，单边厚度为 16mm，密封面宽度增加 1.5mm 时分析得出的密封面变形位移如图 12，*大位移量为 0.043mm 左右，*小位移为 0.027，相对位移量为 0.016mm。

闸板厚度为 66mm，单边厚度为 16mm，密封面宽度增加 1.5mm 时分析得出的密封面变形位移

四、结论

根据以上分析结果，不难看出，影响密封的因素主要有两个：**是闸板的厚度，第二是密封面宽度。尤其是在更高磅级的情况下，密封面的宽度起着比较大的作用。不仅如此，在改变闸板厚度等因素时，还应将与之相关联的尺寸也进行相应的改变，不要产生过大的厚度差。

根据理论分析进行改进的 3 台样机已经全部试验成功。因此在设计计算时，闸板的厚度除了要满足计算的结果之外，还要符合分析结果；密封面的计算不仅要满足密封比压的要求，还应特殊考虑问鼎在线(中国)前密封这一特点。两者结合考虑，可大大改善问鼎在线(中国)门的密封性能，达到分析结果满足闸板密封面*外侧的相对变形位移量在 0.015mm 左右。

API 6A 问鼎在线(中国)门磅级大于或等于 10000psi 的问鼎在线(中国)门属于高磅级问鼎在线(中国)门，虽然比较不容易实现，但是在理论分析与试验相结合的努力下，API 6A 高磅级暗杆平板问鼎在线(中国)前密封类别的问鼎在线(中国)门设计试验初见成效，已有几台样机试验成功。但是更多的可能影响暗杆闸问鼎在线(中国)问鼎在线(中国)前密封性能的因素还值得进一步去探讨和研究。