一、课题来源与背景

本项目属于密封部件技术领域，是一种新型高温高压条件下非金属材料密封连接结构。在高温高压环境下，对密封连接部件的要求非常高。特别是非金属材料制成的密封连接部件，由于高温、高压的影响密封连接部件很容易发生变形，导致无法有效密封。而在一些特殊环境下，比如隔热、绝缘等应用环境下，密封连接结构又必须使用一些具有良好的隔热、绝缘性能的非金属材料来制备。特别是在一些精密测量仪器方面，当设备直径做到直径过小的情况下，一方面连接密封件易变形，另一方面相比金属部分易折断。目前现有技术中还没有更好的产品来解决上述技术问题。

二、研究目的与意义

1.研究目的

本项目提供了一种新型高温高压条件下非金属材料密封连接结构，解决了现有技术中的非金属密封件抗压能力差，易变形，在高压下无法实现稳定的密封的技术问题。

2.研究意义

安全性：在高温高压的工作环境中，传统的金属密封元件可能无法提供足够的密封比压，而非金属材料如橡胶、塑料和柔性石墨等，由于其独特的物理和化学性质，可以更好地适应这种极端环境，从而确保设备的安全运行。

经济性：传统的金属密封元件，如石棉垫片和聚四氟乙烯垫片，虽然具有良好的密封效果，但存在一些问题。例如，石棉垫片易碎裂且价格昂贵，而聚四氟乙烯垫片不可重复使用。相比之下，非金属材料密封件在某些应用中可能更为经济、耐用并可重复使用。

适应性：非金属材料密封连接结构可以根据具体的工况进行定制，以适应不同的温度、压力和介质条件。

环境保护：非金属材料具有良好的耐腐蚀性和长寿命，有助于减少因密封失效导致的环境污染和泄漏。

三、主要论点与论据

通过将非金属材料密封连接结构，内部包裹或者内壁镶嵌金属支撑层，从而显著提高非金属材料密封连接结构的抗压能力，以及韧性；然后再通过在连接结构本体上设置直角承力面与附加承力斜面，从而使非金属材料密封连接结构的中间连接端面在受到压力向内的压力时，具有更好的抗压性，并且同时通过增加中间裸露在外的连接结构本体的厚度，从而显著提高非金属材料密封连接结构的抗压能力，在同等温度条件下，使其能够在150摄氏度高温以及在80MPa压力下正常密封。

四、创见与创新

通过非金属支撑层包裹或内侧镶嵌金属支撑层，从而使密封连接件在具有了非金属特性的情况下，同时具有了金属密封件的耐压性及韧性。

通过在连接结构本体上设置附加承力斜面，然后在附加承力斜面的内侧端头设置一高度与直角承力面连接管道的连接端端面高度一致的直角承力面，一方面减小密封连接件内侧连接端面所受到的向内的压力，另一方面增加裸露在外的密封连接件的直径与厚度，从而更加有效的提高抗压能力，有效防止在高压下非金属连接结构本体在两端面受到高压的情况下而发生的向中间隆起的变形，而导致的密封连接件密封不严的技术问题；从而使其具有更高的抗压性。

通过在金属支撑层外壁或内壁设置加强筋或者凸起，一方面有效提高金属支撑层的抗压能力，另一方面提高金属支撑层与连接结构本体结合度，防止在受压时分层，进一步提高密封连接件的抗压性。

五、社会经济效益：

1.社会效益

安全性提升：非金属材料密封连接结构可以在极端温度和压力下保持稳定性和强度，从而防止因设备泄漏引发的安全事故。例如，在汽轮机中，应用高温密封剂可以确保汽缸中分面在蒸汽冲击下紧密贴合，不允许漏汽。

2.经济效益

增加经济效益：一方面，非金属材料密封连接结构具有较长的使用寿命和可重复使用性，降低了设备的维护成本和更换频率；另一方面，这种密封技术可以提高生产效率，减少能源损失，从而带来显著的经济效益。

推动科技进步：高温高压条件下非金属材料密封连接结构的研究和应用推动了相关技术的发展。例如，为了满足新兴超高音速技术和航天航空等尖端科技领域的需要，研究人员正在开发具有结构稳定性和高强度的关键热端材料。

六、现状和未来展望

1.现存问题

有效避免在高压下，由于非金属材料材质原因，而导致非金属材料密封连接结构在压力下，向中间挤压变形，从而造成密封不严的技术问题。相对于金属密封材料，非金属密封材料的制造成本较高，市场竞争力较弱。

2.未来展望

新材料研发：通过新材料的研发，提高非金属密封材料的性能和稳定性，满足更广泛的应用需求。

智能化技术应用：将智能化技术应用于非金属密封材料中，提高其适应性和可靠性。

环保化生产：推广环保化生产技术，降低非金属密封材料的生产成本和环境污染。