創新（xīn）提升密封性，閥門不再漏漏漏

對閥門密封（fēng）性能的要（yào）求，要防止泄漏角度出發。根據其泄漏的不同部位和程（chéng）度，導致閥門的泄漏情況不同，因此，需要提出不同的防漏措施。
一、影響（xiǎng）閥門密封的主要因素
    影響閥門密封的因素很多，主要有以下幾種：
    1、密封副（fù）結構
    在溫度或密封力作用的變化下，密封副的結構就會（huì）發生（shēng）變化。而（ér）且這種變化會影響和改變密封副相互之間的作用力，從而使閥門密封的性（xìng）能減小。因此，在選擇密封件時，一定要選擇具有彈性變形的密（mì）封件。同時，也要注意（yì）密封麵的寬度。原因在於密封副的接觸麵不（bú）能（néng）完全吻合，當密封麵寬度（dù）增加，就要加大密封所需要的作用力。
    2、密封麵比壓
    密封麵的比壓大小影響著閥門密封性能大小（xiǎo）和閥（fá）門的使用壽命。因此，密封麵比壓也是非常（cháng）重要的一（yī）個因素。在（zài）相同的條件下，比（bǐ）壓太大會引起閥門的損壞，但比壓太小酒會造成閥門泄漏。因此，需（xū）要我們在設計時要（yào）充分（fèn）考慮到比（bǐ）壓的合適度。
    3、介質的物理性質（zhì）
    介（jiè）質的物理性質也影響到（dào）閥門密封性能（néng）。這些物理性質包（bāo）括溫度，粘度和表麵的親水性等。溫度（dù）變化不僅影響著密封副的（de）鬆弛度和零件尺寸的（de）改變，還與氣體的粘度有著密不可分的（de）關（guān）係（xì）。氣體粘度隨著溫度的升高或降低而增大或減小。因此（cǐ），為了減（jiǎn）少溫度對閥門密封性能的影響程度，我們在進行（háng）密封副設計時，要把其設計成彈性閥座等具（jù）有熱補償性的閥門。粘度與流體的滲透能力有關。當在相同條件下時，粘度（dù）越大，流體（tǐ）的滲透能力就越小。表麵的親水性是指在金屬（shǔ）表麵有一層薄膜時，要去掉這層薄膜（mó）。因為這層很薄的油膜，會破壞（huài）表麵（miàn）的親（qīn）水（shuǐ）性，導致堵塞流體的（de）通道。
    4、密封副的質量
    密封副質量主要是指我們要對材料的選擇（zé），匹配，製造精度上進行把關。比如，閥瓣與閥座（zuò）密封麵很吻（wěn）合，能提高密封性（xìng）。環向波紋度多的特點，是（shì）其迷宮密（mì）封性（xìng）能好。
    閥門泄露（lù）在（zài）生活、生產中（zhōng）十分普遍，輕則會造（zào）成浪費，或給生活（huó）帶來危（wēi）險，如自來水閥門泄露，重則導致嚴重後果的發生，如化工行業的有毒、有（yǒu）害、易（yì）燃、易爆及腐（fǔ）蝕（shí）性（xìng）介性質的（de）泄漏等，嚴重的威脅人身安全、財產安全和環境汙染的事故。一台依靠外力旋轉傳動開及關閉的閥門都設計有一個密封裝置既用在填料涵中裝上（shàng）一定數量的填料密（mì）封圈，以（yǐ）至（zhì）達到（dào）密（mì）封效果，但密封情（qíng）況有如（rú）何（hé）呢？閥門（mén）的填料處泄漏是（shì）閥門中容易出現泄漏故障的部位其一（yī），但（dàn）究其原因大致（zhì）有二個方麵的原因。
二、閥門密封形式
    密（mì）封件在（zài）閥門中也是十分（fèn）關鍵的部件。閥門的（de）密封性能（néng）是指閥門各密封部位阻止介質泄漏的能力（lì），它是閥門重（chóng）要的技術性能指標。
    閥門的密封部位有三處：
    啟閉件與閥座兩密封麵間（jiān）的（de）接觸處;填料（liào）與閥杆和填料函的配合處;閥體與閥蓋的連接處。其中前一處（chù）的泄漏（lòu）叫做內（nèi）漏（lòu），也就是通常所說的關不嚴（yán），它將影響閥門截斷介質的能力。對於截斷閥類來說，內漏是不允（yǔn）許的。後兩處的泄漏（lòu）叫做外漏，即介質從閥（fá）內泄漏到閥（fá）外。
    外漏會造成物料損失，汙染環境，嚴重時還（hái）會造成事故。對於易燃易爆 、有毒或有放射的介（jiè）質，外漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。
    如何解決密封問題不（bú）成輕忽，閥門跑、冒、滴、漏現象，盡年夜部（bù）門發生這裏。下麵我們（men）將計議（yì）閥門動密封、靜密封問題（tí）。
    1、動密封
    閥門動密封，主指閥（fá）杆密封。不讓閥內介質隨閥杆運動而泄漏，是閥門動密封中心課題。
    ①填（tián）料函形式
    閥門動密封，以填料函為主。填料函基（jī）本形式是（shì）：
    (1)壓蓋式
    這是用（yòng）多形式。
    統一形式又（yòu）能許多細節區分。例如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺（luó）栓(用（yòng）於壓力≤16千克/平（píng）方厘米低（dī）壓閥門)、雙頭螺栓和活節螺栓等。從壓蓋來說，可分整體式和組（zǔ）合式。
    (2)壓（yā）緊螺母（mǔ）式
這類形式，外形尺寸小，但壓緊力受限製，隻使（shǐ）用於小閥門。
    ②填料
    填料函內，以填料（liào）與閥杆直接接觸並布滿填料函，阻止介質外漏。對填（tián）料（liào）有以下要求：
    (1)密封性好；
    (2)耐侵蝕；
    (3)磨擦係數小；
    (4)順應介質溫度和壓力。
    經（jīng）常使用填料有：
    (1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫文耐侵蝕性（xìng）能都很好，但零丁使用時，密封效果（guǒ）欠安，總是浸漬或附加其他材料。油浸石（shí）棉（mián）盤根：它基本結構形式有（yǒu）兩種，一種是扭製，另外一種是編結（jié）。又可分圓形和方形。
    (2)聚四（sì）氟乙烯編（biān）織盤根：將聚四氟乙烯細帶編織為盤根，有極好耐侵蝕性能，又（yòu）可用於深冷介質。
    (3)橡膠O形圈：低壓狀態下，密封效果優秀。使用溫度受限製，如自然橡膠隻能用於60℃。
    (4)塑料成型填料：一般做成三件式，也可做成其他外形。所用塑料以聚（jù）四氟乙烯為多。
    此外，例如（rú），250℃蒸氣閥門中，用石棉盤根和鉛圈（quān）交替迭合（hé），漏汽情況就（jiù）會減輕；有閥門，介質經常變換，如以石棉（mián）盤根和聚四氟乙烯生料帶配合使用，密封效果（guǒ）便好些（xiē）。為減輕（qīng）對閥杆磨擦，有場所，可以加二硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。
    對新穎填料，正（zhèng）進行（háng）著索求。例如用聚丙烯（xī）腈（jīng）纖維經聚四氟乙烯乳液浸漬，又經預氧化後（hòu），模具中燒結（jié）壓製，可以到密封性能優良成型填料；又（yòu）如用不鏽鋼薄片與石（shí）棉製成波形填料（liào），可耐高溫、高（gāo）壓與侵蝕。
    ③波紋管密封
    化（huà）學工業和原子能工業迅速（sù）成長，易（yì）燃、易爆、劇毒和帶放射性物資增多，對閥門密封有了更嚴酷要求，有（yǒu）場所已沒法使用填料密封（fēng），發生了（le）新密封形式－波（bō）紋管密封。這（zhè）類密封不需填料，也叫無填（tián）料密封。
    波紋管（guǎn）兩頭，與別零件焊死（sǐ）。當閥（fá）杆升降（jiàng）時，波紋管伸縮（suō），波紋管自（zì）己不漏，介質便沒（méi）法泄出。為保險（xiǎn）起見，往往采用波紋管與填料兩重密封。
    2、靜密封（fēng）
    什麽是靜密封叫呢?
    靜密封通常（cháng）是指兩個（gè）靜止麵之間的密封。密封辦法主要是使用墊圈。
    ①墊圈材料
    (1)非金屬材料：如紙、麻（má）、牛（niú）皮（pí）、石棉製品、塑料、橡膠等。
紙、麻、牛皮（pí）之類，有毛細孔，易（yì）滲（shèn）透，使用時須浸漬油、蠟或（huò）其他防滲透材料。一般閥門很少采用。
    石棉製品，又（yòu）有石棉帶、繩、板和石棉橡膠板等。其中石棉橡膠板結構致密，耐壓性（xìng）能好，耐溫性能也很好，閥門自己（jǐ）和閥門與管子法蘭毗連中，使用極為（wéi）普遍。
    塑料製品，有很好耐侵蝕性能，使用也較普遍。品種有聚乙烯、聚丙烯、軟（ruǎn）聚氯乙烯、聚四氟（fú）乙烯、尼龍66、尼龍1010等。
    橡膠製品，質柔（róu）軟，各類橡（xiàng）膠劃分（fèn）有一定耐（nài）酸、耐堿、耐油、耐海水能力。品種有自然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡（xiàng）膠、氯丁橡膠、異丁橡膠（jiāo）、聚氨酯橡膠、氟橡膠等（děng）。
    (2)金屬材（cái）料：一般說，金屬材料強（qiáng）度高，耐（nài）溫（wēn）性能強（qiáng）。但鉛其實（shí）不這樣，僅取它耐（nài）稀硫酸特征。經常使用品（pǐn）種有黃銅、紫銅、鋁、低碳鋼、不鏽鋼、蒙（méng）乃爾合金、銀、鎳等。
    (3)複合材料：例如金屬包皮(內部石棉)墊（diàn）圈、組合波形墊圈、環繞糾纏墊圈等。
    ②經常使用墊（diàn）圈（quān）性能
    使用閥門時，往往具體情況，更換原帶墊圈。常有墊（diàn）圈有：橡膠平墊圈、橡膠O形圈、塑（sù）料平墊圈、聚四（sì）氟乙烯包墊圈（quān）、石棉橡膠墊圈、金屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈（quān）、環繞糾纏（chán）墊圈（quān）等。
    (1)橡膠平墊圈：變形容易，壓緊（jǐn）時不艱苦，但耐壓、耐（nài）溫能力都較（jiào）差，隻用（yòng）於壓力低、溫度不高方。自然橡膠有一定耐酸（suān）堿性（xìng）能，使用（yòng）溫度不宜跨越60℃；氯丁橡膠也能耐某些酸堿，使用溫度（dù）80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟橡膠耐侵蝕性能很好，耐溫性（xìng）能也比一（yī）般橡膠強，可150℃介質中（zhōng）使用。
    (2)橡（xiàng）膠O形墊（diàn）圈：斷麵外形是正圓，有一定自緊作用，密封效果比平墊（diàn）圈好，壓緊（jǐn）力更小。
    (3)塑料平墊圈：塑料年夜特點是耐侵蝕性好,年夜（yè）部門塑料耐溫（wēn）性（xìng）能欠好。聚四氟（fú）乙烯（xī）為塑料之冠，耐侵蝕性能優良，耐溫範圍比力寬闊（kuò），可（kě）-180℃～+200℃之內持（chí）久使用。
    (4)聚四氟乙烯包墊圈：充實闡（chǎn）揚聚四氟乙烯優點，同時彌補它彈性較差錯誤謬誤，做成聚（jù）四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠墊圈（quān）。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐侵蝕，又有優秀彈性，增強密（mì）封效果，減小壓緊力。
    (5)石棉橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它組分（fèn）是60～80%石棉和10～20%橡膠，和填充劑、硫化劑等。它有很好耐熱性、耐冷性、化學穩定性，貨源豐碩，價（jià）格廉（lián）價。使用時，壓緊力沒必要很年（nián）夜。它能粘附金屬，好概況塗一（yī）層石墨粉，以（yǐ）免拆卸時費（fèi）勁。
    (6)金屬平熱（rè）圈：鉛（qiān），耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳（tàn）鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合金810℃，不鏽鋼870℃。其中鉛耐壓能力較（jiào）差，鋁可（kě）耐64千克/平方（fāng）厘（lí）米，其他材（cái）料可耐高壓。
    (7)金屬異性墊圈：
    透鏡墊（diàn）圈：有（yǒu）自緊作用（yòng），使用於高壓閥門。
    橢圓（yuán）形墊圈：也屬於高壓自緊墊（diàn）圈。
    錐麵雙墊圈：用於高壓內自慎密封。
    此外，還有方形、菱（líng）形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等（děng），一般隻高中壓（yā）閥門中使用。
    (8)金屬包皮墊圈：金屬既有優秀耐溫耐壓性能，又有優秀彈性。包皮材料有鋁、銅、低（dī）碳鋼、不鏽鋼、蒙乃爾合金等。裏麵填充材（cái）料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
    (9)波形墊圈：具有壓緊力小（xiǎo），密封效（xiào）果（guǒ）好特點。常采用金屬與（yǔ）非金屬組合（hé）形式。
    (10)環繞糾纏墊圈：是把很薄金屬帶和非金屬帶緊貼一起，環繞糾纏成多層圓（yuán）形，斷（duàn）麵呈海浪狀，有很好彈性和密（mì）封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾（ěr）合金等建造。非金屬帶材料有石（shí）棉、聚四氟（fú）乙烯等。
    以上，講述密封墊圈（quān）性能時，列舉了一些數字。必需說（shuō）明（míng），這些數字跟法蘭（lán）形式、介（jiè）質情況和安裝修理技術等有緊密親密（mì）關係，可以跨越，達不到，耐壓和（hé）耐溫性能，也（yě）是相互（hù）轉化，例如溫度高了，耐壓能力往往下（xià）降，這些細微問題（tí），隻能實踐中體味（wèi）。
四、閥門密封材料
    閥門（mén）密封材（cái）料是閥門密封的重要組成部分，它擔任閥門密封直接接觸的（de）麵。那閥（fá）門密封材料都有（yǒu）哪些呢，我們知道閥門密（mì）封圈（quān）材料有金屬和（hé）非（fēi）金屬兩大類。
    閥門密封材料是閥門密封的重（chóng）要組成部分，它擔任閥門密封直接接觸的麵。那閥門密封材料都（dōu）有哪些呢（ne），我們知道閥門密封圈材（cái）料有金屬和非金屬兩大類。
    下麵就簡單介紹一下各（gè）類密封材料的（de）使用條件，以及常用的閥門類型：
    1、合成橡膠
    合成橡膠的耐油、耐溫、耐腐蝕等（děng）綜合性能優於（yú）天然橡膠。一般合成橡膠的使用溫度t≤150℃，天（tiān）然橡膠t≤60℃，橡膠用於公稱壓力PN≤1MPa的截止閥、閘閥、隔膜閥、蝶閥（fá）、止回閥、夾管閥等閥門的密封。
    2、尼龍
    尼龍具有摩擦係數小、耐腐蝕性好等特點。尼龍多用於溫度t≤90℃、公稱壓力PN≤32MPa的球（qiú）閥、截（jié）止閥等。
    3、聚四（sì）氟乙烯
    聚四氟（fú）乙烯多用（yòng）於溫度t≤232℃、公稱壓力（lì）PN≤6.4MPa的截止閥、閘（zhá）閥、球閥等。
    4、鑄鐵
    鑄鐵用於（yú）溫度t≤100℃、公稱壓力PN≤1.6MPa、煤氣和油類用的閘閥、截止閥、旋塞閥等（děng）。
    5、巴氏合金
    巴氏合金用於溫度t-70~150℃、公稱壓力PN≤2.5MPa的氨用截止閥。
    6、銅（tóng）合金
    銅合金常用材料（liào）有6-6-3錫青銅和58-2-2錳黃銅等。銅合金耐磨（mó）性好（hǎo），適用於溫度t≤200℃、公稱壓力PN≤1.6MPa的水和蒸汽中，常用於閘閥、截止閥、止回閥、旋塞（sāi）閥等。
    7、鉻（gè）不鏽鋼
    鉻不鏽鋼常用牌號有2Cr13、3Cr13經調質處理，耐腐蝕性能好。常用於（yú）溫度t≤450℃、公稱壓力PN≤32MPa的水、蒸（zhēng）汽和石（shí）油等介質的閥（fá）門上。
    8、鉻鎳鈦不鏽鋼
    鉻（gè）鎳鈦不鏽鋼常用牌號（hào）為1Cr18Ni9ti，其耐（nài）腐性、耐衝蝕性和耐熱性能較好。適（shì）用於溫度t≤600℃、公（gōng）稱壓力PN≤6.4MPa的（de）蒸汽、硝酸等介質中，用（yòng）於截止閥、球閥等（děng）。
    9、滲氮鋼
    滲氮（dàn）鋼常用牌號是38CrMoAlA，經滲碳處理，具有良好的耐腐蝕性和抗擦傷性。常用於溫度t≤540℃、公稱壓力PN≤10MPa的（de）電站閘閥。
    10、滲硼
    滲硼由閥體或閥瓣本體材料直接加工出密封麵，再進行滲硼表（biǎo）麵（miàn）處理，密封麵耐磨性能（néng）很好。用（yòng）於電站排汙閥。

 三、閥（fá）門密封性原理
    密封就是防止泄漏，那麽閥（fá）門密封性原理也是從防止泄（xiè）漏研究的。造成泄漏的因素主要有兩個，一個是影響密封性能（néng）的主（zhǔ）要的因素，即密封副之間存在著間（jiān）隙，另一個則是密封副的兩側之間存在著壓差。閥門密（mì）封性原理（lǐ）也是從液體（tǐ）的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的密封（fēng）原理和閥門密封副等四個方麵來分析的。
    1、液體的密封性
    液體的密封性是通過液體的粘度和表（biǎo）麵張力來進行。當（dāng）閥門泄漏的毛細管充（chōng）滿氣（qì）體的時候，表麵張力可能對（duì）液體（tǐ）進行排斥，或者將液（yè）體引進毛細管內（nèi）。這樣就形成了相切角。當相切角小於90°的時候，液體就會被注入毛（máo）細（xì）管內，這樣就會（huì）發生泄漏。發生泄（xiè）漏的原因在於介質的不同性質。用不同介質做試驗，在條件相同的情況下，會（huì）得（dé）出不同的結果。可以用水，用空氣或用煤油等。而當相切角大於90°時，也會發生泄漏。因為與金屬表麵上的油脂或蠟質薄膜（mó）有關係。一旦這些表麵的薄膜被溶解掉，金屬表（biǎo）麵的特性就發生了（le）變化，原來（lái）被排斥的液體（tǐ），就會侵濕表麵，發生泄漏。針對上（shàng）述情（qíng）況，根據泊鬆公式（shì），可以（yǐ）在減少毛細（xì）管直徑和介質粘度較大的情況下，來實現防止泄漏或減少泄漏量的目的。
    2、氣體的密封性
    根據泊鬆公式，氣體的密封（fēng）性與氣體分子和（hé）氣體的粘性有關。泄漏（lòu）與毛細管（guǎn）的長度和氣體的粘度成反比，與毛細管的直徑和驅動力成正比。當毛細管的直（zhí）徑和氣（qì）體（tǐ）分子的平均自由度相同時，氣體分子就會以自由的熱運動流進毛細管。因此，當我們在做閥門密封試驗的時候，介質一定要用水才（cái）能起到密封（fēng）的作（zuò）用，用空氣即（jí）氣體就不能（néng）起到密封的作用。即使我（wǒ）們通過塑性變形方式，將毛細（xì）管直徑降（jiàng）到氣體（tǐ）分子以下，也仍然不能阻止氣體的流動。原因在於氣（qì）體仍然可以通過金屬壁擴散。所以我們在做氣體試驗時，一定要比液體試驗更加的嚴格。
    3、泄（xiè）漏通道（dào）的密封原理
    閥門密封由散布（bù）在（zài）波形麵上的（de）不平整度和波峰間距離的波紋度（dù）構成粗糙度兩個部分組成（chéng）。在我國大部分（fèn）的（de）金（jīn）屬材料彈性應變力都較低的情況下，如果要（yào）達到密封的狀態，就需要對金屬材料的壓縮力提更高的要（yào）求，即材料的壓縮力要超（chāo）過其彈性。因此，在進行閥門設計時，密封副結合一定的硬度差來匹配，在（zài）壓力的作用下，就會產生一定程度的塑（sù）性變形密封（fēng）的效果。如（rú）果密（mì）封表麵都是金屬材料，那麽表（biǎo）麵不平整的凸出點（diǎn）就會早的出現，在初隻（zhī）需用（yòng）較小（xiǎo）的載荷就可以使這些不平（píng）整的凸（tū）出點產生（shēng）塑性變形（xíng）。當接觸麵增大（dà）時，表麵的不（bú）平整就會變（biàn）成塑性-彈性變形。這時處在凹處的兩麵粗糙度就會（huì）存在（zài）。需要施加能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷時，並且使得兩表麵接觸（chù）緊密，沿著連續線和環（huán）向方向才能使這些尚存的通徑密合（hé）。
    4、閥門密封副
    閥門密（mì）封副是閥座和（hé）關閉件在互（hù）相接觸時進行關閉的那一（yī）部分。金（jīn）屬密封麵在（zài）使用過程中（zhōng），容易受到夾（jiá）入介質，介質腐蝕（shí），磨損顆粒，氣（qì）蝕和衝刷的損害的（de）。比如磨損顆粒。如果（guǒ）磨損顆粒比（bǐ）表麵的（de）不（bú）平整（zhěng）度小，在密封麵磨合時，其（qí）表麵精度就會得到改善，而不會變壞。相反，則會使表（biǎo）麵精度變壞。因此在選（xuǎn）擇磨（mó）損顆粒時，要（yào）綜合考（kǎo）慮其材料，工況，潤（rùn）滑性和對密封麵的腐（fǔ）蝕情況等因素。如同（tóng）磨損顆（kē）粒一樣，我們在選擇密封件時，要綜合（hé）考慮影響（xiǎng）其性能的各種（zhǒng）因素（sù），才能起到防泄漏的功（gōng）能。因此，必須選擇那些抗腐蝕，抗擦傷和耐（nài）衝刷（shuā）的材料。否（fǒu）則（zé），缺少任何一項（xiàng）要求，就會使其密封（fēng）性能大大降低。