創新提升（shēng）密（mì）封性，閥門不再漏漏漏

對閥門密封性能（néng）的要求，要防（fáng）止泄漏角度出發（fā）。根據其泄漏的不同部位和程（chéng）度，導致閥門的泄（xiè）漏情況不同，因此，需要提出不（bú）同的防漏措（cuò）施。
一、影響閥門密封的主（zhǔ）要因素
    影響閥門密封的因（yīn）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（zuò）用的變化下，密封副的結構就（jiù）會發生（shēng）變化（huà）。而且這種變化會影響和改變密（mì）封副相（xiàng）互之（zhī）間的（de）作用力，從而使閥門密封的性能（néng）減小。因此，在選擇密封件時，一定要選擇具有彈性變形（xíng）的密封件。同時，也要注意密封麵（miàn）的寬度。原因在於密封副的接觸麵不（bú）能完全吻合，當密封麵寬度增加，就要加大密封所需（xū）要的（de）作用力。
    2、密封麵比壓
    密封麵的比壓大小影響著閥門密封（fēng）性能大小和閥門的使用壽命。因此，密封麵比壓也是非常（cháng）重要的一個因素。在相同的條件下，比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，需要我（wǒ）們在設計時要充分考慮到比壓的合（hé）適度。
    3、介質的物理性質
    介（jiè）質的物理性質也影響到閥門密封性能。這些（xiē）物理性質包（bāo）括（kuò）溫度，粘度和表麵的親水性等。溫度變化不僅影響著密封副的鬆弛（chí）度和（hé）零件尺寸的改變（biàn），還與氣體的粘度有著密不可分的關係。氣體粘度隨著溫度的升高或降低而（ér）增大或減小。因此，為了減少溫度對（duì）閥門密封性（xìng）能的影（yǐng）響程（chéng）度，我們在進行密封副設計時，要把其（qí）設計成（chéng）彈性閥座等（děng）具有熱（rè）補（bǔ）償性的閥門。粘度與流體的滲透能力有關。當（dāng）在（zài）相同條件下時（shí），粘（zhān）度越大，流體的滲透能力就越小。表麵的親水（shuǐ）性是指在金屬表麵有一層薄膜時，要（yào）去掉這層薄膜。因為這層很（hěn）薄的油（yóu）膜，會破壞表麵的親（qīn）水性，導致堵塞流體的通道。
    4、密封副的質量
    密封（fēng）副質量主要是指我們要對材料的選擇，匹配，製造精度上進行把關。比如，閥瓣與閥座密封麵很（hěn）吻合，能提（tí）高密封性。環向波紋度（dù）多的特點，是其迷宮密封性能好。
    閥門泄露在生活、生產中十分普遍，輕則會造成浪費，或給生活帶來（lái）危險，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、有害（hài）、易燃、易爆及腐蝕（shí）性介性質的泄漏等，嚴重的威脅人身安全、財產安全和環境汙（wū）染（rǎn）的事故（gù）。一台（tái）依（yī）靠外力旋轉傳動（dòng）開及關閉的（de）閥門都設計（jì）有一個密封裝置既用在（zài）填料涵中裝上一定（dìng）數量的填料密封圈，以至達到（dào）密封（fēng）效果，但密封情況有如何呢？閥門的填料處泄（xiè）漏是閥門中容易（yì）出現泄漏（lòu）故障的部位其一，但（dàn）究其原因大致有二個方（fāng）麵的原因。
二、閥門密封形式
    密封件在閥門中也是十分關鍵的部件。閥門（mén）的密封性能是（shì）指閥門（mén）各密封部位阻止介質泄漏的能力，它是閥門重要的技術性能指標（biāo）。
    閥門的密封部（bù）位有三處：
    啟閉件與閥座兩密封麵間的接觸處;填料與閥杆和填料（liào）函的配合處;閥體與閥蓋的（de）連接處。其（qí）中前一處的泄漏叫做內漏（lòu），也就是通常所說的關不嚴，它將影響閥門截斷介質的（de）能力。對於截斷閥類來說，內（nèi）漏是不允許的。後兩處的泄漏叫做（zuò）外漏，即介質從閥內泄（xiè）漏到閥（fá）外。
    外漏會造成物料損失，汙染環境，嚴重時還會造成事故。對於易燃易爆 、有毒或有放射的介質，外漏更是不（bú）能（néng）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成輕忽，閥門跑、冒（mào）、滴、漏現（xiàn）象，盡年夜部門發生這裏。下麵我們將計議閥門動密封、靜密封問題。
    1、動密（mì）封
    閥門動密封，主指閥杆密封。不讓閥內介質隨（suí）閥（fá）杆運動（dòng）而泄（xiè）漏，是閥門（mén）動密封中心課題。
    ①填料函形式（shì）
    閥（fá）門動密封，以填料函為主。填（tián）料函基本形式是：
    (1)壓蓋式
    這是用多形式。
    統一形式又能許（xǔ）多細節區分。例如，從（cóng）壓緊螺栓來說，可分T形螺栓(用於壓力≤16千（qiān）克/平方厘米低壓（yā）閥門)、雙（shuāng）頭螺栓和活節螺（luó）栓等。從壓蓋來說，可（kě）分整體式和組合式。
    (2)壓緊（jǐn）螺母式（shì）
這類形式（shì），外形（xíng）尺（chǐ）寸小，但壓（yā）緊力受限（xiàn）製（zhì），隻使用於小閥門。
    ②填料
    填料函內，以填料與閥杆直接接觸並（bìng）布滿填料函，阻止介質外漏。對填料有以下要（yào）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。
    經常使用填料有：
    (1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫文耐（nài）侵蝕性能都很好（hǎo），但零丁使用時，密封效果欠安，總是浸漬或（huò）附加其他材料。油浸石棉盤根：它（tā）基本結構形式有兩種，一種是扭製（zhì），另外（wài）一種是編結。又（yòu）可分（fèn）圓形（xíng）和方形。
    (2)聚四氟（fú）乙烯編織盤根：將聚四（sì）氟乙烯（xī）細帶編織為盤根，有極好耐侵蝕性能，又可用於深冷（lěng）介質。
    (3)橡膠O形（xíng）圈：低壓狀態下，密封效果優秀。使用溫度受限製，如自然橡（xiàng）膠隻能用於60℃。
    (4)塑料成（chéng）型填料：一般做成三件式，也可做成其（qí）他外形。所用塑（sù）料以聚四氟乙烯為多。
    此外，例如，250℃蒸氣閥門中，用石棉盤根（gēn）和鉛圈交替迭合，漏汽情況就（jiù）會減（jiǎn）輕；有（yǒu）閥門，介質（zhì）經常變換（huàn），如以石棉盤（pán）根和聚四氟乙烯生（shēng）料帶配合使（shǐ）用，密封效果便好些（xiē）。為減輕對（duì）閥（fá）杆磨擦（cā），有場所（suǒ），可以加二（èr）硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。
    對新穎填（tián）料，正進行著索求。例如用聚丙烯腈纖（xiān）維經聚四氟乙烯乳液（yè）浸漬，又經預氧化後，模具中燒結壓製，可（kě）以到密封性能優良成型填料（liào）；又（yòu）如用不（bú）鏽鋼薄片與石棉製成波（bō）形填料，可耐高溫、高壓與侵蝕。
    ③波紋（wén）管密封
    化學工業和原子能工（gōng）業迅（xùn）速成長，易燃、易爆、劇毒（dú）和（hé）帶放射性物資增多，對閥門密封有了更嚴酷要求，有場所已沒法使用填料密封，發生了新密封形式－波紋管（guǎn）密封。這類密封不（bú）需填料，也叫無填料（liào）密封。
    波紋管（guǎn）兩頭，與別零件焊死。當閥杆升（shēng）降時（shí），波紋管（guǎn）伸縮，波紋管自己不漏，介質便沒法泄出。為保險起見，往往（wǎng）采用（yòng）波紋管與填料兩重密封。
    2、靜密封
    什麽（me）是（shì）靜密（mì）封叫呢?
    靜密封通常是指兩個靜止麵之間（jiān）的密封。密封辦法主要是使用墊圈。
    ①墊圈（quān）材料
    (1)非金屬材料：如紙、麻、牛（niú）皮、石棉製品、塑料（liào）、橡膠等。
紙、麻、牛（niú）皮（pí）之類，有毛（máo）細孔，易滲透，使用時須浸漬油、蠟或其他（tā）防滲透材料。一（yī）般閥門很少采用。
    石棉製品（pǐn），又有石棉帶、繩、板和石棉橡膠板等。其中石棉橡膠板結構致密，耐壓性能好，耐溫性能也很好，閥（fá）門自己和閥門與管子法蘭毗連中，使用極為普遍。
    塑（sù）料製品，有很好耐侵（qīn）蝕性能，使用也較普遍。品種（zhǒng）有聚乙烯、聚丙烯、軟（ruǎn）聚氯乙烯、聚四氟（fú）乙烯、尼龍66、尼龍（lóng）1010等。
    橡膠製品，質柔軟，各（gè）類橡膠劃分有一定耐酸、耐堿、耐油、耐海水能力（lì）。品（pǐn）種（zhǒng）有（yǒu）自然橡膠、丁苯橡（xiàng）膠、丁腈（jīng）橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠、聚（jù）氨酯橡（xiàng）膠、氟橡膠（jiāo）等。
    (2)金屬材料：一般說，金屬材料強度（dù）高，耐（nài）溫性能強（qiáng）。但鉛其實不這樣，僅取它耐稀硫酸特征。經常使用品種有黃銅、紫銅、鋁、低碳鋼、不鏽鋼、蒙乃爾合金、銀、鎳等。
    (3)複合材料：例如金屬包皮(內部（bù）石棉)墊圈、組合波形墊圈、環繞糾纏墊圈等。
    ②經常使用（yòng）墊圈性能
    使用閥門時，往往具體情況（kuàng），更換原帶墊圈。常有墊圈有：橡膠平墊圈（quān）、橡膠O形（xíng）圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石（shí）棉橡膠墊（diàn）圈（quān）、金屬平墊圈、金屬（shǔ）異（yì）形墊圈、金屬包皮墊（diàn）圈、波形墊圈、環繞糾纏墊圈等。
    (1)橡膠平墊圈：變形（xíng）容易，壓緊時不艱苦，但（dàn）耐壓、耐溫能力都較差，隻用於壓力低、溫度不高方。自然橡膠（jiāo）有一定耐酸（suān）堿性能，使用溫度不宜（yí）跨越60℃；氯（lǜ）丁（dīng）橡膠也（yě）能耐某些酸堿，使用溫度80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟橡膠耐侵蝕性能很好，耐（nài）溫性能也比一（yī）般橡膠強，可150℃介質中使用。
    (2)橡膠O形墊圈：斷麵外形是正圓，有一定自緊作用，密封效果比平墊圈好，壓緊力更（gèng）小。
    (3)塑料平墊圈：塑料年夜特（tè）點是耐侵蝕性好,年夜部門塑料耐溫性能欠（qiàn）好。聚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)聚四氟乙烯包墊圈：充實闡揚聚四氟乙（yǐ）烯（xī）優點，同時彌補它彈性較差（chà）錯誤謬誤，做成聚四氟乙烯包裹橡（xiàng）膠或石棉橡膠墊圈。這樣（yàng），既同聚四氟（fú）乙烯平（píng）墊圈一樣耐侵蝕，又有（yǒu）優秀彈性，增（zēng）強密封效果，減小壓緊力。
    (5)石（shí）棉（mián）橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它組分是60～80%石棉和（hé）10～20%橡膠，和填充劑、硫化劑等。它有很好耐（nài）熱性、耐（nài）冷（lěng）性、化學（xué）穩定性，貨源豐碩，價格廉價。使用時，壓（yā）緊（jǐn）力沒必要很年夜。它（tā）能（néng）粘附金屬，好概況（kuàng）塗一層石墨（mò）粉，以免拆（chāi）卸時費勁。
    (6)金屬平熱圈：鉛，耐（nài）溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合（hé）金810℃，不鏽鋼870℃。其中鉛耐壓能（néng）力較差，鋁（lǚ）可（kě）耐（nài）64千克/平方厘（lí）米，其他材料可耐高壓。
    (7)金（jīn）屬異性墊圈：
    透鏡墊圈：有自緊作用，使用於高壓閥門。
    橢圓形墊圈：也屬於高壓自緊墊圈（quān）。
    錐麵雙墊圈：用於高壓內自慎密封。
    此外（wài），還有方形、菱形、三角形、齒（chǐ）形、燕尾形、B形、C形等，一般（bān）隻高中壓（yā）閥門中使用。
    (8)金屬包皮墊圈：金屬（shǔ）既有優秀耐（nài）溫耐壓性能，又有優秀（xiù）彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳鋼、不鏽鋼、蒙乃爾（ěr）合金等。裏麵填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
    (9)波形墊圈（quān）：具有壓緊力（lì）小，密（mì）封效果好特點。常采用金（jīn）屬與非金屬組合形式。
    (10)環繞糾纏墊（diàn）圈：是把很薄金屬帶和非金屬帶緊貼一起，環繞糾纏成多層圓形，斷麵（miàn）呈（chéng）海浪狀，有很好彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等建造。非金屬（shǔ）帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。
    以上，講述密封墊圈性能時，列舉了一些數字。必需說明，這些（xiē）數字（zì）跟（gēn）法蘭形式（shì）、介質情況和安裝修理技術等有緊密親密關係，可以跨越，達不（bú）到（dào），耐壓（yā）和耐溫性能，也（yě）是相互（hù）轉化，例如溫（wēn）度高了（le），耐（nài）壓能力往往下降，這些細微問題，隻能實踐中體味。
四、閥門密封材料
    閥門密封材（cái）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。那閥門密封材料都有哪些呢，我們知道（dào）閥門密封圈材料有金屬和非金屬兩大類。
    閥門密封材料是閥（fá）門密封的重要組成部分，它擔任閥門（mén）密封直接接觸的麵。那（nà）閥門密封材料都有哪些呢，我們知道閥門密封圈材料（liào）有金屬和非金屬兩（liǎng）大類。
    下麵就簡單介紹一下各類密封材（cái）料的（de）使用條件（jiàn），以及（jí）常用的閥門（mén）類型：
    1、合成橡膠
    合成橡膠的耐油、耐溫、耐腐蝕等綜合性能（néng）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（yú）公稱壓力PN≤1MPa的截止閥、閘（zhá）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（shù）小、耐腐蝕（shí）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、聚四氟乙烯
    聚（jù）四氟（fú）乙烯多用於溫度t≤232℃、公稱壓力（lì）PN≤6.4MPa的截止閥、閘閥、球閥等。
    4、鑄鐵
    鑄（zhù）鐵（tiě）用（yòng）於溫度t≤100℃、公稱壓力PN≤1.6MPa、煤氣和油類用的閘閥、截止（zhǐ）閥、旋塞閥等。
    5、巴氏（shì）合金（jīn）
    巴氏合金用於溫度t-70~150℃、公稱壓力PN≤2.5MPa的氨用（yòng）截止（zhǐ）閥（fá）。
    6、銅合（hé）金
    銅合金常用材料有6-6-3錫青銅和58-2-2錳黃銅等。銅合金耐磨性好（hǎo），適用於溫度t≤200℃、公稱壓力PN≤1.6MPa的（de）水和蒸汽中，常用於閘閥、截止閥（fá）、止回閥、旋塞閥等。
    7、鉻不鏽鋼
    鉻不鏽鋼常（cháng）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、蒸汽（qì）和石油等介質的閥門上。
    8、鉻鎳鈦不（bú）鏽（xiù）鋼
    鉻鎳鈦不鏽鋼常用牌（pái）號為1Cr18Ni9ti，其耐腐性、耐衝蝕性和耐熱性能較好。適用於溫度t≤600℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的蒸汽、硝酸等介質中，用於截止閥、球閥等。
    9、滲氮鋼
    滲氮（dàn）鋼常用牌（pái）號是（shì）38CrMoAlA，經滲碳處（chù）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（lì）PN≤10MPa的電站閘閥。
    10、滲硼
    滲硼（péng）由閥體或閥瓣本體材料直接加工出密封麵，再進（jìn）行滲硼表（biǎo）麵處理，密封麵耐磨性能（néng）很（hěn）好。用於電站（zhàn）排汙閥。

 三、閥門密封性原理
    密封就是防止（zhǐ）泄漏，那麽閥門密封（fēng）性原理（lǐ）也（yě）是從防止泄漏研究的。造成泄漏的因素主要有兩個，一個是影響密封（fēng）性能的主要的因素，即密封副之間存在著間隙，另一個則是密封副的兩側之間存（cún）在著壓（yā）差。閥門密（mì）封性原（yuán）理也是從液（yè）體的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的（de）密封原理和閥（fá）門密封副等四個方麵（miàn）來分析（xī）的。
    1、液體的密封性
    液體的（de）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時候，表麵張（zhāng）力可能（néng）對液體進行（háng）排斥，或者將液體引進（jìn）毛細（xì）管內。這樣就（jiù）形成了相切角。當相切角小於90°的時（shí）候，液體就會被注入毛細管內，這樣就會發生泄漏。發生泄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（xiàng）同的情況下，會得出不同的結果。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（yīn）為與（yǔ）金屬表麵上（shàng）的油脂或蠟質薄膜有（yǒu）關係。一旦這些表麵的薄膜被溶解掉，金屬表麵的特（tè）性就發生了變化，原來被排斥的液體，就會侵濕表麵，發生泄漏（lòu）。針對上述情況，根據（jù）泊鬆公式，可以在減少毛細管直（zhí）徑（jìng）和介質粘度（dù）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（qì）體的密封性與氣體分子和氣體的粘性有關。泄漏與毛細管的長度和氣（qì）體的粘度成反比，與毛細管的直徑（jìng）和驅動力成正（zhèng）比。當毛細管的直徑（jìng）和氣體分子的平均自由度相同時，氣體分（fèn）子就會以自由的熱運動（dòng）流進毛細管。因（yīn）此，當我們在做閥門密封試驗的（de）時候，介質一定要用水才能起（qǐ）到密封的作用，用空氣即氣體就不能（néng）起（qǐ）到密封的作用。即使我們（men）通過塑性變形方式（shì），將（jiāng）毛細管（guǎn）直徑降到氣（qì）體分子以下，也仍然不能阻止氣體的流動。原因在於氣體仍然可（kě）以通過（guò）金屬壁擴散。所以我們（men）在做氣體試驗時，一定要比液體試驗更加的嚴格。
    3、泄漏通道的密封原理
    閥門密封由（yóu）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（cāo）度兩個部分組成。在我國大部分的金（jīn）屬（shǔ）材料彈性應變力都較低（dī）的情況下（xià），如果要達到密（mì）封的狀（zhuàng）態，就需要對金屬材料的壓縮力提（tí）更高的要求，即材（cái）料的壓縮力（lì）要超過其彈性（xìng）。因此（cǐ），在（zài）進行閥門設計時（shí），密封副結合一定的硬度差來匹配（pèi），在壓力的（de）作用下，就會產生一定程度的塑性變形密封的效（xiào）果。如果密封表麵都是金屬材料，那麽表麵（miàn）不平整的凸出點就會早的出現，在初隻需用較小的載荷就可以使這（zhè）些不平整的凸出點產生塑性變形。當接觸麵增大時，表麵的不平整就會變成塑（sù）性-彈性變（biàn）形。這時處在凹（āo）處的兩麵粗（cū）糙度（dù）就會存在（zài）。需要施加（jiā）能使底（dǐ）層材料產生嚴重（chóng）塑性變形的載荷時，並且使得兩表麵接觸（chù）緊密，沿著連續線和環向方向才能使這些尚存的通徑密合。
    4、閥門（mén）密封副
    閥門密封副是閥座和關閉件（jiàn）在互相接觸時進行關閉的那一部分。金屬密封（fēng）麵在使用過程中，容易受到夾入介質，介質腐蝕，磨損顆粒，氣蝕和衝刷的損害的。比如磨損顆粒（lì）。如果（guǒ）磨損顆粒比表麵的不平整度小，在（zài）密封（fēng）麵磨合時，其表麵精（jīng）度就會（huì）得到改善，而不會變壞。相反，則會使（shǐ）表麵精度變壞。因此在選（xuǎn）擇（zé）磨（mó）損顆粒時，要綜合考慮其材料，工況，潤滑性和（hé）對密（mì）封麵的腐蝕情況等因素。如同磨損（sǔn）顆粒一樣，我們（men）在選擇密封件時，要（yào）綜（zōng）合（hé）考慮影響其性能的（de）各種因（yīn）素（sù），才（cái）能起到防泄漏的功能。因此，必須選擇那些抗腐蝕，抗擦傷（shāng）和耐衝刷的材料（liào）。否則，缺少任何一項要求（qiú），就會（huì）使其密封性能大大降低。