人们在高温高压容器端盖密封方面做了长期的努力，形成了T形槽金属垫法兰密封、Ω形密封焊法兰密封、螺纹锁紧环密封等传统强制密封结构，也形成了B形环、C形环、 SKIPIF 1 < 0 
形环、楔形环、卡扎里密封、Bridgman密封等自紧密封结构，但或因强化效果还不够，特别是随着实践应用的深入，人们发现这些结构本身也存在一些不利的地方。主要还存在着密封结构复杂、制造费用高、装卸困难、维修不便、容易泄漏等问题。

本项目针对国内外石油化工长期普遍存在的高温高压临氢动态大开孔密封问题，自主创新研发了金属球面隔膜密封技术。该技术综合采用球面隔膜和隔膜焊接的密封形式，建立了球面隔膜及其密封焊缝的力学模型，开发了适用于高温高压动态工况下承压设备的金属球面隔膜密封设计和制造技术，并经过有限元分析验证和工程案例验算。应用该技术生产的产品结构简单、成本低，性能可靠、有效控制了泄漏风险，制造周期短、运维方便。

主要创新亮点如下：

（1）管箱端部和端盖之间的球面隔膜密封垫不只是一个环形金属平垫，而是一个浅拱形的球面金属隔膜密封结构，可分为中间的拱形膜和类似传统金属平垫的边环两部分。该结构把管箱内的介质和端盖隔离开，使得平垫只有一侧存在高压介质渗入的可能性，另一侧不与介质接触，将介质潜在的泄漏通道由传统环形垫的两侧减少为只有一侧。

（2）在管箱端口的球面隔膜密封中，边环的金属平垫作为第一道密封，而密封焊作为最终保证的第二道密封。同时为了取得足够的摩擦力避免密封焊缝受到径向收缩拉力作用，所以球面隔膜密封垫上与端盖压紧的台阶主要是压紧功能，而不仅仅是密封功能。

（3）球面隔膜密封垫中间的拱形膜可随着压力温度的波动在拱形与平面两种结构形式之间弹性变化，当从拱形变成平面时其外直径增大，当从平面回复拱形时其外直径缩小，该径向变形补偿量和管箱端口张开效应的径向位移具有一致性，因此可以协调两者的关系，而不影响密封。

（4）球面隔膜密封垫中间的拱形膜可以均匀传递内压作用力，使得环形金属平垫受力均匀，还可以部分抵消应力作用，减少了因翻转效应而导致密封螺栓上受到的剪切力，降低了螺栓的强度要求。

项目取得9项发明和1项实新专利，发表论文11篇，其中发明专利《一种列管式换热器管箱密封结构》（ZL201510143476.5）经PCT国际检索单位认定，具有新颖性、创造性和实用性，其中论文《Design Method about Spherical Diaphragm Sealing of Tube Channel in High Pressure Heat Exchanger》被EI检索。

目前产品已经实现了产业化，应用该技术生产的产品在中海油惠州壳牌、中石化茂名分公司、中石化广州分公司、中石化海南分公司、中国神华宁煤分公司等企业中进行了应用，其中既有国际工程公司、也有国内石化企业，效果也十分显著，共实现销售收入139513.48万元，毛利润30896.96万元，上缴税收9010.22万元。