創新提（tí）升密封性，閥門不再漏漏漏

對閥門密封（fēng）性（xìng）能的要求，要防（fáng）止泄漏角度出發。根據其泄漏的（de）不同部位（wèi）和程度，導致閥門的泄漏情況不（bú）同（tóng），因此，需要提出不同的防（fáng）漏措施（shī）。
一、影響閥門密封的主要（yào）因（yīn）素
    影響閥門密封的因素很多，主要有以下幾（jǐ）種：
    1、密封副結構
    在溫度或密（mì）封力作用的變（biàn）化下（xià），密（mì）封副的結構就會發生變化。而且這種（zhǒng）變化會影響和改變密封副相互之間的作用力，從而使閥（fá）門密（mì）封的性能減小。因此，在選擇密封件時，一定要選擇（zé）具有彈性變形的密封件。同（tóng）時，也要注意密封麵的寬度。原因（yīn）在於密封副的接觸麵（miàn）不能完全吻合，當密封麵寬度增加，就要加大密封所需要的作用力。
    2、密封麵比壓
    密（mì）封麵的比壓大（dà）小影響著閥門密封性（xìng）能大小和閥門的使用壽命。因（yīn）此，密封麵比壓也是非常重（chóng）要的一個因素。在相同的條件下，比壓太大（dà）會引起閥門的損壞，但比（bǐ）壓太小酒會造成閥門泄漏。因此，需要我們在設計時要充（chōng）分考慮到比壓的合適度。
    3、介質的物理性質
    介質的物理（lǐ）性質也影響到閥門密封性能。這些物理性質包（bāo）括溫度，粘（zhān）度和（hé）表麵的親水性等。溫（wēn）度變化（huà）不僅影響（xiǎng）著密封副（fù）的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關係。氣體（tǐ）粘度（dù）隨著（zhe）溫度的升高或降低而增（zēng）大或減小（xiǎo）。因此（cǐ），為了減少溫度對閥門密封性能的影響程度，我們（men）在進行密封副設計時（shí），要把其設計成彈性閥座等具有熱補償（cháng）性的閥門。粘度與流體（tǐ）的滲透能力有（yǒu）關。當在相同條件下時，粘度越大，流體的滲透能力（lì）就越（yuè）小。表麵的親水性是指在金（jīn）屬表麵有一層薄膜時，要去掉這層薄膜（mó）。因為這層很薄的油膜，會破壞表麵（miàn）的親水性，導致堵塞（sāi）流體的通道。
    4、密（mì）封副的質量
    密封副質量主要是指我們要對材（cái）料的選（xuǎn）擇，匹（pǐ）配，製造精度上進行把關（guān）。比如，閥（fá）瓣與閥座密封麵很吻合，能提高密封性。環（huán）向波紋度多的特點，是（shì）其迷宮密封性能好。
    閥門（mén）泄露在生活、生產中（zhōng）十分普遍，輕則會造成浪費，或給生（shēng）活帶來危險，如自來水閥門泄（xiè）露，重則導致嚴重後果的（de）發生，如化工（gōng）行業的有毒、有害、易燃、易爆及腐蝕性介性質（zhì）的泄漏等，嚴重的威脅人身安全、財產安全和環境汙染的事故。一（yī）台依靠外力旋轉（zhuǎn）傳動開及關閉的閥門都設計有一個密封裝（zhuāng）置既（jì）用在（zài）填料涵中裝上一定數（shù）量的填料密封圈，以至（zhì）達到（dào）密封效果，但密封情況有如（rú）何呢？閥門的填料處泄漏是閥門中容易出（chū）現泄漏故障的部位其一（yī），但究（jiū）其原因大致有二（èr）個方麵的原因（yīn）。
二、閥門（mén）密封形式
    密封件在閥門中也是十分（fèn）關鍵的部（bù）件。閥門的密封性能是指閥門各（gè）密封部位阻止介質泄漏的能力，它是閥（fá）門重要的技術性能指標。
    閥門的密封部位有三處：
    啟閉件與閥座兩密封麵間的接觸（chù）處;填料與閥杆和填料函的配合處;閥體與閥蓋（gài）的連（lián）接處。其中前一處的（de）泄漏叫（jiào）做（zuò）內漏，也就是通常所說（shuō）的關不嚴，它將影響閥門截斷介質（zhì）的能力。對於截斷閥類來說，內漏是不允許（xǔ）的（de）。後兩處的泄漏叫做外漏，即介質從閥內泄漏到閥外。
    外漏會（huì）造成（chéng）物料損失，汙染環境，嚴重時還會造成事故。對於（yú）易燃易（yì）爆 、有（yǒu）毒或有放射的介質，外（wài）漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性（xìng）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（yè）部門發生這裏。下麵我們將計議閥門動密封、靜密封問題。
    1、動密封（fēng）
    閥門動密封，主指閥杆密封。不（bú）讓閥內介質隨閥杆運動而（ér）泄漏，是閥門動密封（fēng）中心課題。
    ①填料函形式
    閥門動密封，以填料函為主。填料函基本形式是：
    (1)壓蓋式
    這是用多形式。
    統一形式又能許多細節區（qū）分（fèn）。例如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺栓(用於壓力≤16千克（kè）/平方厘米低壓閥門)、雙（shuāng）頭螺栓和活節螺栓等。從壓蓋來說，可（kě）分整體式和組合式。
    (2)壓緊螺母式
這類（lèi）形式，外形尺寸（cùn）小，但壓緊力受限製，隻使用於（yú）小閥門（mén）。
    ②填料
    填料函內（nèi），以（yǐ）填料與閥杆直接接觸並布滿填（tián）料函，阻止介質外漏。對填料有以下要求：
    (1)密封性好；
    (2)耐侵蝕；
    (3)磨擦係數（shù）小；
    (4)順應介質溫度和壓力。
    經常使用填料（liào）有（yǒu）：
    (1)石棉盤（pán）根：石（shí）棉盤根，耐溫文耐侵（qīn）蝕性能都很好，但零（líng）丁使用時，密封效（xiào）果欠安，總（zǒng）是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤根：它基本結構（gòu）形式有兩種，一種是扭製，另外一種（zhǒng）是編結。又可分圓形（xíng）和方形。
    (2)聚四氟乙烯編織盤根：將聚四氟乙烯細帶編（biān）織為盤根，有極好耐侵蝕性能，又可用於深冷介（jiè）質（zhì）。
    (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（zì）然橡膠隻能用於60℃。
    (4)塑料成型填料：一（yī）般做成三件式，也可做成其他外（wài）形。所用塑料以聚四氟（fú）乙烯為多。
    此外，例如，250℃蒸氣閥（fá）門中，用石棉盤根和（hé）鉛（qiān）圈交（jiāo）替迭合，漏汽情況就會減輕；有閥門，介質經常（cháng）變換，如以石棉盤根（gēn）和聚四氟乙烯生料帶配合使用，密封效（xiào）果便好些。為減輕（qīng）對閥杆（gǎn）磨擦，有場所，可以加（jiā）二硫化鉬(M0S2)或其他潤（rùn）滑劑。
    對新穎填料，正進行著索求。例如（rú）用（yòng）聚丙烯腈纖（xiān）維（wéi）經聚四氟乙烯乳液浸漬，又（yòu）經預氧化後，模具（jù）中燒結壓製，可以（yǐ）到密封性能優良成型填料；又（yòu）如用（yòng）不鏽鋼薄片與石棉製成波形填料，可耐高溫、高壓與侵蝕。
    ③波紋（wén）管密封
    化（huà）學工業和原（yuán）子能工業迅速成長（zhǎng），易（yì）燃、易爆、劇毒和帶放（fàng）射（shè）性物資（zī）增多，對閥門密封有了更嚴酷要求，有（yǒu）場所（suǒ）已沒法使用填料密封，發生了新密封形式－波紋（wén）管密封（fēng）。這類密（mì）封不需填料，也叫無填料密（mì）封。
    波紋管兩頭，與別零件焊死。當閥（fá）杆升降時（shí），波紋管伸縮，波紋管自己不漏，介質便沒法泄出。為保險起見，往往采用波紋管與填（tián）料（liào）兩重密封。
    2、靜密封（fēng）
    什麽是靜密封叫呢?
    靜密封通常是指（zhǐ）兩個靜止麵之間的密封。密封辦法（fǎ）主要是使（shǐ）用墊圈。
    ①墊（diàn）圈材料
    (1)非金屬材（cái）料：如紙、麻、牛皮、石棉製（zhì）品、塑料、橡膠（jiāo）等。
紙、麻、牛皮（pí）之類，有毛細孔，易滲透，使用時須浸（jìn）漬油、蠟或其他防滲透（tòu）材（cái）料。一（yī）般閥門很少采用。
    石棉製品，又有石棉（mián）帶、繩、板和（hé）石棉橡（xiàng）膠板等。其中石棉橡膠板結構致密，耐壓性能好（hǎo），耐溫性能也很好，閥（fá）門自己和閥門與管子法蘭毗連中，使用極（jí）為普遍。
    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（bǐng）烯、軟聚氯（lǜ）乙烯、聚（jù）四氟乙烯、尼龍66、尼龍1010等。
    橡膠製品（pǐn），質柔軟，各（gè）類（lèi）橡（xiàng）膠劃分有（yǒu）一定耐酸、耐堿、耐油、耐海水能力（lì）。品種有自然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠（jiāo）、異丁橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠等。
    (2)金屬材料：一般說，金（jīn）屬材（cái）料強度高，耐溫性能強。但鉛其實（shí）不（bú）這樣，僅取它耐稀硫酸特征。經常使用品種有（yǒu）黃銅、紫銅（tóng）、鋁、低碳鋼、不鏽鋼、蒙乃爾（ěr）合金、銀、鎳等。
    (3)複合材料：例如金屬包皮(內部石棉)墊圈、組合（hé）波形墊圈（quān）、環繞糾纏墊圈等。
    ②經（jīng）常使用墊圈性（xìng）能
    使用閥門時，往往（wǎng）具（jù）體情況，更換原帶墊圈。常有墊圈有：橡膠平墊（diàn）圈、橡膠O形圈（quān）、塑料（liào）平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、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、環繞糾纏墊（diàn）圈等。
    (1)橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時不艱苦，但耐壓、耐溫能（néng）力都較差，隻用（yòng）於（yú）壓力低、溫度不高方。自然橡膠（jiāo）有一定耐酸堿（jiǎn）性能（néng），使用溫度（dù）不宜跨越60℃；氯（lǜ）丁橡膠也能耐（nài）某些酸堿，使用溫（wēn）度80℃；丁腈橡膠耐（nài）油，可用至（zhì）80℃；氟橡膠耐侵蝕性能很（hěn）好，耐溫性能也比一般橡膠（jiāo）強，可150℃介（jiè）質中使用（yòng）。
    (2)橡膠O形墊圈：斷麵外形（xíng）是正圓，有一定自緊（jǐn）作用，密封效果比平（píng）墊圈（quān）好，壓緊力（lì）更小。
    (3)塑料平墊圈：塑（sù）料年夜特點是（shì）耐侵蝕性好,年夜部門塑料耐溫性能欠好。聚（jù）四氟乙烯為塑料之冠，耐侵蝕性能優良，耐溫範圍比力寬闊，可-180℃～+200℃之內持久使用。
    (4)聚四氟（fú）乙烯包墊圈：充（chōng）實（shí）闡揚聚（jù）四氟乙烯優點，同時彌補它彈性較（jiào）差（chà）錯誤謬誤，做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠墊圈。這樣，既同聚四氟乙烯平（píng）墊圈一樣耐侵蝕，又有優秀彈性，增強密封效果，減小壓緊力。
    (5)石棉橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它組分是60～80%石棉和10～20%橡（xiàng）膠，和填充劑、硫化劑等。它有很好耐熱性、耐冷性（xìng）、化學穩定性，貨源豐碩（shuò），價格廉價。使用時，壓緊（jǐn）力（lì）沒必要很年夜。它（tā）能（néng）粘附金屬，好概況塗一層（céng）石墨粉，以免拆（chāi）卸時費勁。
    (6)金屬平熱圈：鉛，耐溫100℃；鋁（lǚ）430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合金810℃，不鏽鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差，鋁可（kě）耐64千克/平方厘米，其他材料可耐高壓。
    (7)金屬異性墊圈：
    透鏡墊圈：有自緊（jǐn）作用，使用於高（gāo）壓閥（fá）門。
    橢圓形（xíng）墊圈：也屬於高壓自緊墊（diàn）圈。
    錐麵雙墊圈：用於高壓內自（zì）慎密封。
    此外，還有方（fāng）形、菱形、三角形、齒形（xíng）、燕尾形、B形、C形等（děng），一般隻高中（zhōng）壓閥門中使用。
    (8)金屬包皮墊圈：金屬既有優秀（xiù）耐（nài）溫耐壓性能，又有優秀彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳（tàn）鋼、不（bú）鏽鋼、蒙乃爾合（hé）金等。裏麵填充材料（liào）有石棉、聚四（sì）氟乙烯、玻璃纖維等。
    (9)波（bō）形墊圈：具（jù）有（yǒu）壓緊力小，密封效果（guǒ）好特點。常采用金屬與非金屬（shǔ）組合形式。
    (10)環繞糾纏墊圈：是把很薄金屬（shǔ）帶和非金屬帶緊貼一起，環繞糾纏成多層圓形（xíng），斷（duàn）麵呈海浪狀，有很好彈性和密封（fēng）性。金（jīn）屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等建造。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。
    以上，講述密封墊圈（quān）性能時，列舉了一些數字。必（bì）需說明，這些數字跟法蘭形式、介質情況和安裝（zhuāng）修理技術等（děng）有緊密親密關（guān）係，可以跨越（yuè），達不到，耐壓和耐溫性能，也是相互轉化（huà），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。
四、閥門密封材料
    閥門（mén）密封材料是閥門密封的重要組成部（bù）分，它（tā）擔任閥門密封直接接觸（chù）的麵（miàn）。那閥門密封材料都有哪些呢，我們知道閥門密封圈（quān）材料有金屬（shǔ）和非金屬兩大類。
    閥門密封材料（liào）是閥門密封的（de）重要組成部分，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，我們知道閥門密封圈材料有金屬和非（fēi）金屬兩大類。
    下麵就簡單（dān）介紹一下各類密（mì）封材料的使用（yòng）條件，以（yǐ）及常（cháng）用的閥（fá）門類型：
    1、合成橡膠
    合成橡膠的耐油、耐溫、耐腐（fǔ）蝕等綜合性能優於天然橡膠。一般合成橡膠的使用溫度t≤150℃，天然橡膠t≤60℃，橡膠用於公稱壓力PN≤1MPa的截止閥（fá）、閘閥、隔膜閥、蝶閥、止回閥、夾管閥等閥門的密封。
    2、尼龍
    尼龍具有摩擦係（xì）數小、耐腐蝕性好等特點。尼龍多（duō）用於溫度t≤90℃、公稱壓力PN≤32MPa的球閥、截止閥等。
    3、聚四（sì）氟乙（yǐ）烯
    聚四氟乙烯多用於溫度t≤232℃、公稱壓（yā）力PN≤6.4MPa的截止閥、閘閥、球閥等。
    4、鑄鐵
    鑄鐵用於溫度t≤100℃、公稱壓力PN≤1.6MPa、煤氣和（hé）油類用的閘閥（fá）、截止閥、旋塞閥等。
    5、巴氏合金
    巴氏合金用於溫（wēn）度t-70~150℃、公（gōng）稱壓力PN≤2.5MPa的氨用截止閥。
    6、銅合金
    銅合金常用材料有（yǒu）6-6-3錫（xī）青銅和58-2-2錳黃銅等。銅合金耐磨性好，適用於溫度t≤200℃、公（gōng）稱壓力PN≤1.6MPa的水和蒸（zhēng）汽中，常用於閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥等（děng）。
    7、鉻不鏽鋼（gāng）
    鉻不鏽鋼常用牌（pái）號（hào）有2Cr13、3Cr13經調質處理，耐腐蝕性（xìng）能好。常用於（yú）溫度t≤450℃、公稱壓力PN≤32MPa的水、蒸汽和石油等介（jiè）質的閥門（mén）上。
    8、鉻（gè）鎳鈦不鏽鋼（gāng）
    鉻鎳鈦不鏽鋼常（cháng）用牌號為1Cr18Ni9ti，其耐腐性、耐衝蝕性和耐熱（rè）性（xìng）能較好。適用於溫度t≤600℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的蒸（zhēng）汽、硝酸等介質中，用於（yú）截止閥、球閥等。
    9、滲氮鋼（gāng）
    滲氮鋼常用（yòng）牌號是38CrMoAlA，經滲碳處理，具（jù）有（yǒu）良好的耐腐蝕（shí）性和抗擦傷（shāng）性。常用於溫度t≤540℃、公稱壓力PN≤10MPa的電站閘閥（fá）。
    10、滲硼
    滲硼由閥體或（huò）閥瓣本體材（cái）料直接加工出密封麵，再進行滲硼表麵處（chù）理，密（mì）封麵耐磨性能很好（hǎo）。用於電站排汙閥。

 三、閥門（mén）密封（fēng）性原理
    密封就是防止泄漏（lòu），那麽閥門密封（fēng）性原理也是（shì）從防止泄漏研究的。造成泄漏的因素主要有兩個，一個是影響（xiǎng）密封性能的（de）主（zhǔ）要（yào）的因素，即密（mì）封副之間存在（zài）著間隙，另一個則是（shì）密封副的兩側之（zhī）間存在著壓差。閥門密封性原理也是從液體的密封（fēng）性、氣體的密封性、泄漏通道（dào）的密（mì）封原理和閥（fá）門密封（fēng）副等四個方麵（miàn）來分析的。
    1、液體的密封性
    液（yè）體的密封性是通過液體的粘度和表麵張力來進行。當閥門泄漏的毛細管充滿氣體的（de）時候，表（biǎo）麵張力可能對液體進行排斥，或者將液體引進毛細管內。這（zhè）樣就形成了相切角。當相切角小於90°的時候，液體就會被注入毛細管內（nèi），這樣（yàng）就會發生泄漏。發生泄漏的原因在於介質的（de）不同性質。用不同（tóng）介質做試驗，在條件相（xiàng）同的情況下，會得出不同（tóng）的結果。可以（yǐ）用水，用空氣或用煤油等。而當相切角大於90°時，也會（huì）發生泄漏。因為與金屬（shǔ）表麵上（shàng）的油脂或蠟質薄膜有關係（xì）。一（yī）旦這些表麵的薄膜被溶解掉，金屬表麵的特性就發生（shēng）了變化，原來被排斥的液體，就會侵濕表麵，發生泄漏。針對上述情況（kuàng），根據泊鬆公式，可以在（zài）減少毛（máo）細管直徑和介質粘度較大的情（qíng）況下，來實（shí）現防止泄漏或減少泄漏量的目的。
    2、氣體（tǐ）的密封性（xìng）
    根據泊（bó）鬆公式，氣體的密封性（xìng）與氣體分子和氣體的（de）粘性有關。泄漏與毛細管的長度和氣體的粘度成反比，與毛細管的直徑和驅動（dòng）力成正（zhèng）比。當毛細管的直徑和氣體分子的平均自由（yóu）度相同時，氣體分子就會以自由（yóu）的熱運動流進毛細管。因此，當我們在（zài）做閥門密封試驗的時候，介質一定要用水才能起到密封的作用，用空（kōng）氣即氣體（tǐ）就不能起到密封的作用。即使我們通過塑性變形方式，將毛（máo）細管直徑降到氣體分子以下，也仍（réng）然不能阻止氣體的流動。原因在於氣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（jiā）的嚴格。
    3、泄（xiè）漏通道的（de）密封原理
    閥門密封由散布在波形麵上的不平整度和波（bō）峰間距離的波紋度構成粗糙度兩個部分組成。在我國大（dà）部分的金屬材料彈性應變力都較低的情況下，如果要達到密封的狀態，就（jiù）需要對金屬材料（liào）的壓縮力提（tí）更高的要求，即材料的壓縮（suō）力要（yào）超過其（qí）彈性。因此，在進行閥門設計時，密封副結合一（yī）定（dìng）的硬度差來匹配，在壓力的作用下，就會產（chǎn）生一定程度的塑性變形密（mì）封的（de）效果。如果密封表麵（miàn）都是金屬材料，那麽表麵不平整的凸出點就會早的出現，在初隻（zhī）需用較小的載荷就可（kě）以使這些不平整的凸出點產（chǎn）生塑性變形。當接觸麵增大時，表麵的不平整就會變成塑性-彈性（xìng）變形。這時處在凹處的兩（liǎng）麵粗糙度（dù）就會存在。需要施加能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷時，並且（qiě）使得兩表麵接觸緊密，沿著連續線和環向方向才能使這些尚存的通徑（jìng）密合。
    4、閥門密（mì）封（fēng）副
    閥門密封副是閥座和關閉件在互相接觸時進行關閉的那一部分。金屬密封麵在使用過程中，容易受到夾入介質（zhì），介（jiè）質腐蝕，磨損顆粒，氣蝕和衝刷的損害的。比如磨損（sǔn）顆粒（lì）。如果磨（mó）損顆粒比表（biǎo）麵的不平整度小，在密封麵磨合時，其表麵精（jīng）度就會得到改善，而（ér）不會變壞。相反，則會（huì）使表麵精度變壞。因此在選擇磨損顆粒時，要綜合考慮其材料，工況，潤滑性和對密封麵的腐（fǔ）蝕情況等因（yīn）素。如同磨（mó）損顆粒一樣，我們在選擇（zé）密封件時，要綜合考慮影響其性能的（de）各種因素，才（cái）能起到防泄漏的功能。因此，必須選擇那些抗腐（fǔ）蝕，抗擦傷和耐衝刷的材（cái）料。否則，缺少任何一項要求，就會使其密封性能大大降低。