Nghiên cứu xây dựng giải pháp làm kín sử dụng gioăng O-ring trong thiết kế chế tạo thiết bị quan sát dưới nước
36 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.104.2025.122-129Từ khóa:
Giải pháp làm kín; Gioăng cao su tròn O‑ring; Thiết bị quan sát dưới nước.Tóm tắt
Bài báo này trình bày một nghiên cứu toàn diện về thiết kế cơ khí sử dụng gioăng làm kín chịu áp suất cho các thiết bị quan sát dưới nước, hoạt động trong môi trường nước biển. Những thách thức đặt ra khi hoạt động trong môi trường nước biển sâu, chẳng hạn như độ mặn cao và các yếu tố ăn mòn, đòi hỏi phải lựa chọn vật liệu sáng tạo và kỹ thuật chính xác để đảm bảo độ bền và hiệu quả của gioăng. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các tham số kích thước quan trọng của gioăng cao su tròn O-ring và tính toán thiết kế kích thước kết cấu cơ khí phù hợp để chịu được áp suất cao, biến động nhiệt độ trong môi trường biển khắc nghiệt. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra tác động của quy trình lắp ráp đến hiệu suất và độ tin cậy lâu dài của các thành phần làm kín. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện tính toán thiết kế chế thử sản phẩm thân vỏ thiết bị quan sát dưới nước và tiến hành thực nghiệm thử kín áp suất nước thành công ở độ sâu tới 80m. Để tăng giới hạn làm kín có thể chọn vật liệu làm gioăng có cơ tính phù hợp, khi sử dụng gioăng kim loại giới hạn làm kín có thể đạt tới 5000 psi, tương đương độ sâu 3400m, cũng là giới hạn thiết bị thử nghiệm hiện nay.
Tài liệu tham khảo
[1]. Robert Flitney, “Seals and Sealing Handbook 6th edition,” Butterworth-Heinemann, (2014).
[2]. Leonard J. Martini, “Practical Seal Design,” Routledge, (1984).
[3]. Leonard J. Martini, “Seals for the Ocean Environment,” PN, (1972).
[4]. “The Parker O-Ring Handbook ORD 5700,” Parker Hannifin Corporation, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6128(21)00344-X
[5]. C.L. Zhou et al., “Finite element analysis of sealing performance of rubber D-ring seal in high-pressure
hydrogen storage vessel,” J. Fail. Anal. Prev. 18, 846–852 (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s11668-018-0472-y
[6]. T. He et al., “Analysis on performance of sealants for large carbon steel flange O-ring leakage blocking with pressure,” Chem. Propel. Polym. Mater. 5, 82–85 (2017).
[7]. S. Cao et al., “Numerical analysis of seal structure of underwater glider in deep sea environment,” Lubr. Seal. 45, 56–60 (2020).
[8]. L.N. Qiao et al., “Three-dimensional finite element analysis of O-ring metal seals considering vary-ing material properties and different seal diameters,” Inter. J. Press. Vessels Pip. 176, 103953 (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2019.103953
[9]. P. Davies et al., “Testing of nitrile rubber joints for a deep submergence vehicle,” Polym. Test. 90, 106630 (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106630
[10]. “Visual inspection guide for rubber elastromeric o-ring,” MIL-STD-413C, (1980).
[11]. Nguyen Ngoc Tuan, “Xu thế phân bố nhiệt độ nước biển tầng mặt vùng Biển Đông từ dữ liệu viễn thám,” The National Conference on GIS Application, (2022) (in Vietnamese).
