派克汉尼汾无泄漏液压连接技术轻松应对振动应用环境
Parker Hannifin no leakage hydraulic fittings technology easy to deal with vibration application environment

近年来，美国风电装机量大幅增加、大批的风机即将出保，越来越多的业主希望风力涡轮机制造商配备持久耐用的组件，并要求质保期延长至7年，而目前大多数厂商仅提供2-5年的保修。 新的行业趋势下，派克汉尼汾独特的高压连接形式，如O形圈弹性密封和F37非焊法兰连接，凭借多样性的设计和材料选择使它们特别适合对安全性、耐腐蚀、无泄漏和易安装性具有很高要求的风电应用。目前，这些接头正广泛应用于各个领域的液压系统。

系统设计是防止泄漏的第一道防线

一般来讲，振动会导致风力涡轮机液压组件的失效，而在涡轮机各个液压环节安装液压接头连接系统，可以有效克服该问题。而且这种高压连接形式还适用于风电机组的变桨、偏航和制动系统之中，以及齿轮箱润滑系统中的连接。不过在风力涡轮机持续振动的运行环境中，液压连接系统的泄漏一直是难以克服的问题。

派克汉尼汾工程师介绍，引起泄漏的主要原因及发生的频率主要有四方面，安装不当占60%、系统设计不佳占20%、组件质量占15%、系统损伤占5%。他同时强调，虽然泄漏原因可以查明，但是泄漏可能造成的后果则不尽相同。可以肯定的是，如果未得到及时纠正，任何一个小的泄漏点都可能造成巨大的经济损失。假设一台风力涡轮机每天运行24h，每加仑润滑油的费用10美元，每1分钟泄漏1滴，则每年损失67美元，每5秒泄漏1滴每年损失800美元。

除了油液损失之外，泄漏还会带来能量损失、安全隐患、维修费用、保修问题、环保责任、设计考量等一系列间接损失。

“系统设计是防止泄漏的第一道防线。”派克汉尼汾工程师表示，在涡轮机液压系统的设计阶段，在选择液压元件时应该考虑以下方面。

一是应用。在接头的设计和选择时，设计者需要考虑风力涡轮机的工作环境。通常在碳钢接头表面涂上防护层，以延长其在腐蚀环境下的使用寿命。常见的方法是电镀锌，这种表面处理方式，是利用电化学防腐原理，保护了金属基本在氧气、水分及酸性气体环境中免受腐蚀。不锈钢材料通常适用于海上风力发电装置的高腐蚀性环境。

二是压力。在接头的额定工作压力应等于或高于系统压力。一般来说，接头设计的安全系数为4:1。安全系数是指最小爆破压力与最大工作压力的比值。在没用特别冲击振动的一般应用环境下，可以选取4:1的安全系数。但是在风力涡轮机应用中，操作中有严重的振动冲击工况中，可参照表1中的“修正系数”。

表1修正系数

此外，考量因素还要包括冲击、振动、温度（环境温度和流体温度）、环境、污染、液体流速、尺寸、介质以及系统压力、流量、温度和运行环境等。

适用于振动应用的弹性密封形式接头

目前，许多新型工业和风力涡轮机在液压系统连接上会使用公制24°锥卡套接头（DIN2353，一种金属密封形式）。与传统的金属密封形式接头相比，使用弹性密封的接头，能够减少不当安装或者疲劳损坏的可能性，从而有可能使设备供应商延长涡轮机液压系统的保修期。另外，弹性密封形式的接头承压能力也更高，一般工作压力可以达到11000psi（758.4bar）。

针对风电行业，派克汉尼汾推出了英制O型圈平面密封（SAE J1453）接头。该接头由接头体、螺母、衬套和O形圈组成。O形圈置于接头端面的凹槽内，与管子连接方式有两种，机械连接（钢管翻边）以及使用钎焊衬套焊接在钢管上。即使面临严重的机械冲击和振动，O形圈端面密封也可以保证高压系统中无泄漏。

据了解，O形圈的工作温度取决于它的材料。丁腈橡胶是常见的密封圈材料，温度范围一般为-30~250°F（-34~121.1°C）。氟橡胶O形圈的最高耐受温度可达400°F（204.4°C），其他材料适合不同的流体和温度。

拧紧螺母后，O形圈被接头体和翻边的钢管表面（或钎焊衬套）压紧实现密封。尽管对介质和温度都有一定的限制，但是较之于传统的金属密封，这种形式的接头更加可靠。在工作压力不超过11000psi（758.4bar），并且振动和机械脉冲恒定的情况下，这种O形圈端面密封的接头能够有效消除泄漏现象的产生。

另外，配合派克汉尼汾独特的EO-2的卡套技术，O形圈断面密封的接头还具备多种优势，如弹性密封、长期的可靠性（使用数年也无需再拧紧）、完全无泄漏（即使空气也能被完全密封）、易于装配检查（密封圈损坏时只需更换DOZ密封环）、可多次重复安装、降低了装配时螺母过拧紧的可能性。

各种类型和样式的软密封接头。在涡轮机中使用，可以帮助厂商延长质保期

Parflange F37:无焊接、无泄漏的管路连接

对于大于2英寸（50.8mm）高可靠性无泄漏风力涡轮机管道系统，派克的Parflange F37法兰连接系统则是一个理想的选择方案。它更节约时间，并消除了焊接成本。这种连接形式可以让工程师能够快速进行液压管路连接，具有极高的可靠性，可满足高工作负荷风力发电机组的应用要求。

该系统具备两种连接形式：F37扩口式及F37保持环。扩口系统提供光滑、清洁、高强度的扩口管端，配合法兰內芯使用。对于高压系统，保持环可以更牢固地固定法兰，高机械性能的密封件保证系统无泄漏。

ParflangeF37法兰连接系统具有多个特点，钢管可以进行预处理、减少焊接形式连接、无热源、减少系统冲洗时间、承压能力可达到6000psi（420bar）、减少焊接点应力腐蚀的可能性。该系统符合ISO 6162-1/-2和ISO 6164标准（尺寸及法兰模式），并通过了DNV和ABS认证。

关于派克汉尼汾Parker Hannifen公司

派克汉尼汾公司年销售额超过120亿美元，是传动与控制元件、系统制造企业。派克汉尼汾中国成立于20世纪80年代，是中国对外开放及允许国外直接投资以来，三家外国合资企业之一。派克汉尼汾在中国拥有2000多条产品线，产品涵盖50多个市场，为企业提供航天航空、环境控制、机电、过滤、流体与气体处理、液压、气动、过程控制、密封九大技术解决方案和服务。产品应用及解决方案主要涉及柴油发动机、风力发电、船舶制造、海洋勘探、钢铁、大型工程机械、高速铁路和工厂自动化等。派克汉尼汾中国总部设在上海，在中国设有14个成产基地及多个销售点和区域办事处。迄今为止派克汉尼汾在华营业额已超过6亿美元，在华已经拥有3000多名员工。


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