派克漢尼汾無泄漏液壓連接技術輕松應對振動應用環境
Parker Hannifin no leakage hydraulic fittings technology easy to deal with vibration application environment

近年來，美國風電裝機量大幅增加、大批的風機即將出保，越來越多的業主希望風力渦輪機制造商配備持久耐用的組件，并要求質保期延長至7年，而目前大多數廠商僅提供2-5年的保修。 新的行業趨勢下，派克漢尼汾獨特的高壓連接形式，如O形圈彈性密封和F37非焊法蘭連接，憑借多樣性的設計和材料選擇使它們特別適合對安全性、耐腐蝕、無泄漏和易安裝性具有很高要求的風電應用。目前，這些接頭正廣泛應用于各個領域的液壓系統。

系統設計是防止泄漏的第一道防線

一般來講，振動會導致風力渦輪機液壓組件的失效，而在渦輪機各個液壓環節安裝液壓接頭連接系統，可以有效克服該問題。而且這種高壓連接形式還適用于風電機組的變槳、偏航和制動系統之中，以及齒輪箱潤滑系統中的連接。不過在風力渦輪機持續振動的運行環境中，液壓連接系統的泄漏一直是難以克服的問題。

派克漢尼汾工程師介紹，引起泄漏的主要原因及發生的頻率主要有四方面，安裝不當占60%、系統設計不佳占20%、組件質量占15%、系統損傷占5%。他同時強調，雖然泄漏原因可以查明，但是泄漏可能造成的后果則不盡相同�？梢钥隙ǖ氖�，如果未得到及時糾正，任何一個小的泄漏點都可能造成巨大的經濟損失。假設一臺風力渦輪機每天運行24h，每加侖潤滑油的費用10美元，每1分鐘泄漏1滴，則每年損失67美元，每5秒泄漏1滴每年損失800美元。

除了油液損失之外，泄漏還會帶來能量損失、安全隱患、維修費用、保修問題、環保責任、設計考量等一系列間接損失。

“系統設計是防止泄漏的第一道防線�！迸煽藵h尼汾工程師表示，在渦輪機液壓系統的設計階段，在選擇液壓元件時應該考慮以下方面。

一是應用。在接頭的設計和選擇時，設計者需要考慮風力渦輪機的工作環境。通常在碳鋼接頭表面涂上防護層，以延長其在腐蝕環境下的使用壽命。常見的方法是電鍍鋅，這種表面處理方式，是利用電化學防腐原理，保護了金屬基本在氧氣、水分及酸性氣體環境中免受腐蝕。不銹鋼材料通常適用于海上風力發電裝置的高腐蝕性環境。

二是壓力。在接頭的額定工作壓力應等于或高于系統壓力。一般來說，接頭設計的安全系數為4:1。安全系數是指最小爆破壓力與最大工作壓力的比值。在沒用特別沖擊振動的一般應用環境下，可以選取4:1的安全系數。但是在風力渦輪機應用中，操作中有嚴重的振動沖擊工況中，可參照表1中的“修正系數”。

表1修正系數

此外，考量因素還要包括沖擊、振動、溫度（環境溫度和流體溫度）、環境、污染、液體流速、尺寸、介質以及系統壓力、流量、溫度和運行環境等。

適用于振動應用的彈性密封形式接頭

目前，許多新型工業和風力渦輪機在液壓系統連接上會使用公制24°錐卡套接頭（DIN2353，一種金屬密封形式）。與傳統的金屬密封形式接頭相比，使用彈性密封的接頭，能夠減少不當安裝或者疲勞損壞的可能性，從而有可能使設備供應商延長渦輪機液壓系統的保修期。另外，彈性密封形式的接頭承壓能力也更高，一般工作壓力可以達到11000psi（758.4bar）。

針對風電行業，派克漢尼汾推出了英制O型圈平面密封（SAE J1453）接頭。該接頭由接頭體、螺母、襯套和O形圈組成。O形圈置于接頭端面的凹槽內，與管子連接方式有兩種，機械連接（鋼管翻邊）以及使用釬焊襯套焊接在鋼管上。即使面臨嚴重的機械沖擊和振動，O形圈端面密封也可以保證高壓系統中無泄漏。

據了解，O形圈的工作溫度取決于它的材料。丁腈橡膠是常見的密封圈材料，溫度范圍一般為-30~250°F（-34~121.1°C）。氟橡膠O形圈的最高耐受溫度可達400°F（204.4°C），其他材料適合不同的流體和溫度。

擰緊螺母后，O形圈被接頭體和翻邊的鋼管表面（或釬焊襯套）壓緊實現密封。盡管對介質和溫度都有一定的限制，但是較之于傳統的金屬密封，這種形式的接頭更加可靠。在工作壓力不超過11000psi（758.4bar），并且振動和機械脈沖恒定的情況下，這種O形圈端面密封的接頭能夠有效消除泄漏現象的產生。

另外，配合派克漢尼汾獨特的EO-2的卡套技術，O形圈斷面密封的接頭還具備多種優勢，如彈性密封、長期的可靠性（使用數年也無需再擰緊）、完全無泄漏（即使空氣也能被完全密封）、易于裝配檢查（密封圈損壞時只需更換DOZ密封環）、可多次重復安裝、降低了裝配時螺母過擰緊的可能性。

各種類型和樣式的軟密封接頭。在渦輪機中使用，可以幫助廠商延長質保期

Parflange F37:無焊接、無泄漏的管路連接

對于大于2英寸（50.8mm）高可靠性無泄漏風力渦輪機管道系統，派克的Parflange F37法蘭連接系統則是一個理想的選擇方案。它更節約時間，并消除了焊接成本。這種連接形式可以讓工程師能夠快速進行液壓管路連接，具有極高的可靠性，可滿足高工作負荷風力發電機組的應用要求。

該系統具備兩種連接形式：F37擴口式及F37保持環。擴口系統提供光滑、清潔、高強度的擴口管端，配合法蘭內芯使用。對于高壓系統，保持環可以更牢固地固定法蘭，高機械性能的密封件保證系統無泄漏。

ParflangeF37法蘭連接系統具有多個特點，鋼管可以進行預處理、減少焊接形式連接、無熱源、減少系統沖洗時間、承壓能力可達到6000psi（420bar）、減少焊接點應力腐蝕的可能性。該系統符合ISO 6162-1/-2和ISO 6164標準（尺寸及法蘭模式），并通過了DNV和ABS認證。

關于派克漢尼汾Parker Hannifen公司

派克漢尼汾公司年銷售額超過120億美元，是傳動與控制元件、系統制造企業。派克漢尼汾中國成立于20世紀80年代，是中國對外開放及允許國外直接投資以來，三家外國合資企業之一。派克漢尼汾在中國擁有2000多條產品線，產品涵蓋50多個市場，為企業提供航天航空、環境控制、機電、過濾、流體與氣體處理、液壓、氣動、過程控制、密封九大技術解決方案和服務。產品應用及解決方案主要涉及柴油發動機、風力發電、船舶制造、海洋勘探、鋼鐵、大型工程機械、高速鐵路和工廠自動化等。派克漢尼汾中國總部設在上海，在中國設有14個成產基地及多個銷售點和區域辦事處。迄今為止派克漢尼汾在華營業額已超過6億美元，在華已經擁有3000多名員工。


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