[发明专利]一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法

权利要求书

1.一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对金属结构进行优化设计；

S2，对优化设计后的金属结构进行机械加工；

S3，对机械加工后的金属结构表面进行研磨和滚压处理；

S4，对表面经研磨和滚压处理后的金属结构进行深冷处理；

S5，对深冷处理后的金属结构进行等温退火处理或循环退火处理；

S6，对等温退火处理或循环退火处理后的金属结构进行金相组织检验，若检验未发现马氏体组织，则表示完成该金属结构的制造；若检验发现马氏体组织，则重新对深冷处理后的金属结构进行等温退火处理或循环退火处理，直至检验未发现马氏体组织；

所述金属结构的材料为奥氏体不锈钢。

2.根据权利要求1所述一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，步骤S2中，利用液氮或制冷机进行深冷处理。

3.根据权利要求1所述一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，步骤S3中，通过电阻加热或感应加热的方式进行等温退火处理或循环退火处理。

4.根据权利要求1所述一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，自紧式组合密封件包括自紧式金属结构(20)；所述自紧式金属结构(20)为两段高压临氢管路之间的密封连接件；

所述自紧式金属结构(20)为腔体结构，且所述自紧式金属结构(20)沿高压临氢管路传输方向的两侧均开设有第一开口(201)，所述高压临氢管路的端部开设有第二开口(101)，所述高压临氢管路端部所开设的第二开口(101)与所述自紧式金属结构(20)的两侧所开设的第一开口(201)相对应且连通；

所述自紧式金属结构(20)沿高压临氢管路传输方向的两侧外壁上均设有凹面(203)，所述凹面(203)即为自紧式金属结构(20)内部空腔(204)的外壁面，且所述凹面(203)即为自紧式金属结构(20)的内部空腔(204)充满高压氢气时的与高压临氢管路相贴的密封面。

5.根据权利要求4所述一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，所述自紧式金属结构(20)沿高压临氢管路传输方向的两侧外壁上分别设有一个环形凹槽(202)，所述环形凹槽(202)内安放有橡胶圈(40)；所述橡胶圈(40)设置于自紧式金属结构(20)沿高压临氢管路传输方向的两侧外壁上且夹在高压临氢管路与自紧式金属结构(20)之间。

6.根据权利要求5所述的一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，所述自紧式金属结构(20)两侧外壁上的凹面(203)位于环形凹槽(202)和第一开口(201)之间，且所述第一开口位于所述环形凹槽(202)内。

7.根据权利要求4所述的一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，自紧式组合密封件还包括紧固件(30)；所述紧固件(30)设置于所述自紧式金属结构(20)的外部；所述自紧式金属结构(20)为扁圆柱状；所述自紧式金属结构(20)和所述紧固件(30)的整体呈圆柱状；所述紧固件(30)用于将相邻的两段高压临氢管路固定连接，且高压临氢管路与所述紧固件(30)之间为螺纹连接。

8.根据权利要求5所述的一种高压临氢自紧式组合密封件设计制造方法，其特征在于，所述自紧式金属结构(20)的制造方法中，步骤S1中，对自紧式金属结构(20)进行结构设计，具体包括以下步骤：

S11，根据加氢站要求，以及根据高压临氢管路的服役温度、压力、规格，确定自紧式金属结构(20)的服役温度和压力；

S12，根据所述自紧式金属结构(20)的服役温度和压力，选取合适材质和尺寸的橡胶圈(40)；

S13，对自紧式金属结构(20)进行数字化设计，包括：与高压临氢管路接触的密封面即凹面(203)的结构设计，环形凹槽(202)的结构设计；

S14，利用有限元软件，对自紧式金属结构(20)进行应力分析，根据分析结果对自紧式金属结构(20)的局部应力集中区域(70)和凹面(203)进行优化改进；所述局部应力集中区域(70)位于自紧式金属结构(20)沿高压临氢管路传输方向的两侧的第一开口(201)处；

将分析得到的最大等效应力与自紧式金属结构(20)所用金属材料的力学性能数据进行比较；若所得到的最大等效应力小于所用金属材料的力学性能数据时，即静强度和疲劳强度校核满足要求时，则完成自紧式金属结构(20)的结构设计；若所得到的最大等效应力大于或等于所用金属材料的力学性能数据时，则重新对自紧式金属结构(20)进行结构设计；

步骤S3中，对机械加工后的自紧式金属结构(20)上的凹面(203)和环形凹槽(202)进行研磨和滚压处理。