高压氢橡胶密封件

70 MPa下可靠性突降

通过多场耦合优化设计的橡胶密封件，在高压氢与温度共同作用下保持稳定密封性能，但需规避70 MPa附近材料失效概率的突变区。

马毅 · Lvwen, Wu · Chuanming, Li · Meng, Xiangkai · 彭旭东 · 江锦波

International Journal of Hydrogen Energy 2025

具体参数

材料失效概率突变压力

{'zh': '70', 'en': '70'} MPa

最大接触应力增幅

{'zh': '5', 'en': '5'} %

最大等效应力增幅

{'zh': '5', 'en': '5'} %

总接触宽度增幅

{'zh': '5', 'en': '5'} %

技术优势

提前暴露失效风险

在70 MPa处材料失效概率突然增大，设计时可直接避开该压力区间。

多场影响不超过5%

考虑温度和氢扩散后，最大接触应力、最大等效应力和总接触宽度相比纯机械场变化小于5%，说明耦合效应可控制。

找出氢扩散主导因素

确定浓度梯度是氢扩散的主要驱动力，且温度促进作用大于应力抑制作用，可据此调整密封件工况。

应用场景

• 高压储氢容器：用优化后的O型圈替换现有密封，避开70 MPa附近失效风险区。
• 加氢站设备：为加氢站接头与阀门提供多场耦合校核过的密封设计。
• 氢燃料电池系统：在燃料电池系统中确保氢路密封件在温度波动下接触应力稳定。