創新提升密（mì）封性，閥（fá）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（gēn）據其泄漏的不同部位和程度（dù），導致閥門的（de）泄漏情況不（bú）同，因此，需要（yào）提出不同的防漏措施。
一、影響閥門密封的主要因素（sù）
    影響閥門密（mì）封的因素很多，主（zhǔ）要有以下幾種：
    1、密（mì）封副（fù）結構
    在溫度（dù）或（huò）密封力作用的變化下，密封副的結構就會發生變化（huà）。而且這種變化會影響（xiǎng）和改變密封副（fù）相互之間的作用力，從（cóng）而使閥門密封（fēng）的性能減（jiǎn）小。因此，在（zài）選擇密封件時，一定要選擇（zé）具有彈（dàn）性變（biàn）形的密封件。同時，也要注意密封麵的寬度。原因在（zài）於密封副的接觸麵不（bú）能完全（quán）吻合，當密封麵寬度增加（jiā），就要加大密封所需（xū）要的作用力。
    2、密封麵比壓
    密（mì）封麵的比壓（yā）大小影響著閥門密封性能（néng）大小（xiǎo）和閥門的使用（yòng）壽（shòu）命。因此，密封麵比壓也是非常（cháng）重（chóng）要的一個因素。在相同的條（tiáo）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，需要我們（men）在設計時要充分考慮到比壓的合適度。
    3、介質的（de）物（wù）理（lǐ）性質
    介質的物理性質也影響到閥門密封性能。這些物理性質包括溫度，粘度和表麵的親水性等。溫度變化不僅影（yǐng）響著密封副的鬆弛度和零件尺寸的改變，還與氣體的粘度（dù）有著密不可分（fèn）的關係。氣體粘度隨著溫度的升高或降（jiàng）低而增（zēng）大或（huò）減小。因此，為了減少溫度對閥門密封性（xìng）能的影響程度，我們在進（jìn）行密封副設計時，要把其設計成彈性閥座等具有熱補償性的閥門（mén）。粘度與（yǔ）流體的滲透能力有關。當在相同條件下時，粘度越（yuè）大，流體的滲透能力就越小。表麵的親水性是指在金屬表麵有一層（céng）薄膜時，要去掉這層（céng）薄膜（mó）。因為（wéi）這層很薄的油膜，會（huì）破壞表麵的親水（shuǐ）性，導致堵塞流體的通道。
    4、密封副的質量（liàng）
    密封副質量主要（yào）是指（zhǐ）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（yǔ）閥座密封麵很（hěn）吻合，能提高密封性。環向波紋度多的特點，是其迷宮密封性（xìng）能好。
    閥門泄露在生活、生產中十分普（pǔ）遍，輕則會造成浪費，或給生活帶來危險，如自來水（shuǐ）閥門泄（xiè）露，重則導致嚴重後果的發生，如化工行業的（de）有毒、有害、易燃、易爆及腐蝕性介性質的泄漏等，嚴重的威脅人身安全、財（cái）產安全和環（huán）境汙染的事（shì）故（gù）。一台依靠外力旋轉傳動開及關閉的閥門都（dōu）設計有（yǒu）一（yī）個密封（fēng）裝置（zhì）既用在填料涵中裝上一定數量的填（tián）料密封圈，以至達到密封效果，但（dàn）密封情況有如何呢？閥門的填料處泄漏是閥門中容易出現泄漏故障的部位其一，但究其原因大致（zhì）有（yǒu）二（èr）個方麵的原因。
二、閥門密封形式（shì）
    密封件（jiàn）在閥門中也是十分關鍵的（de）部件。閥門（mén）的密封性能（néng）是指閥門各密封部位阻止介質泄漏的能力，它是（shì）閥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處;填料與閥（fá）杆和填料函（hán）的配（pèi）合（hé）處;閥體與閥蓋的（de）連接處。其中前（qián）一處的（de）泄漏叫做內漏，也就是通常所說的關不嚴，它將影響閥門截斷（duàn）介質的能力。對於截斷閥類來說，內（nèi）漏是不允許的。後兩處的泄漏叫做外漏，即介質從閥（fá）內泄漏到（dào）閥（fá）外。
    外漏會造成物料損失，汙（wū）染環（huán）境，嚴重（chóng）時還（hái）會造成事故。對（duì）於（yú）易燃易爆 、有毒或有放射的介質，外（wài）漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。
    如何解決密（mì）封問題不成（chéng）輕（qīng）忽，閥門跑、冒（mào）、滴、漏現象，盡年夜部門發生這裏。下麵我們將計議閥門動密封（fēng）、靜密封問題。
    1、動密封
    閥門動密封，主指閥杆密封。不讓閥內（nèi）介質隨閥杆運動而泄漏，是（shì）閥門動密封中心課題。
    ①填料函形式
    閥門動密封，以填料（liào）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（yòu）能許多細節區（qū）分。例如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺栓(用於壓力≤16千克/平方厘米低壓閥門)、雙頭螺栓和活節螺栓等。從（cóng）壓蓋來說，可分整體式和組（zǔ）合式（shì）。
    (2)壓緊螺母式
這類形（xíng）式，外形尺寸小，但壓緊力受（shòu）限製，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布滿填料函，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（xì）數小；
    (4)順應介質溫度和壓力（lì）。
    經常使用填料有：
    (1)石棉（mián）盤根：石（shí）棉（mián）盤根（gēn），耐（nài）溫文耐侵蝕性能都（dōu）很好，但零丁使用時，密封效果欠安，總是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤根：它基本結構形式有兩種，一種是扭製，另外一種是編結。又可分圓形和（hé）方形。
    (2)聚四氟乙烯編織盤（pán）根：將（jiāng）聚四氟乙烯細帶編（biān）織為盤根，有極好耐侵蝕性能，又可（kě）用於深冷介質。
    (3)橡膠O形圈：低壓狀態下（xià），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（bān）做成三（sān）件式，也可做成其他外形。所用塑料以聚四氟乙烯為多。
    此外，例如，250℃蒸（zhēng）氣閥門中（zhōng），用石棉盤根和鉛圈交（jiāo）替迭（dié）合，漏汽情況就會（huì）減（jiǎn）輕；有閥門，介質經常變換，如以石棉盤根和聚四氟（fú）乙（yǐ）烯生料帶配合使用，密封效果便好些。為減（jiǎn）輕對閥杆磨擦，有場所，可以加二硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。
    對新穎填料，正進行（háng）著（zhe）索求。例如（rú）用聚丙烯腈纖維經聚四氟乙烯乳（rǔ）液浸漬，又（yòu）經預氧化後，模具中燒結壓（yā）製，可以到密封性能優良成型填料；又如用不鏽鋼（gāng）薄片與石棉製成波形填料，可（kě）耐高溫、高壓與侵蝕。
    ③波紋管密封
    化學工業和原子能工業迅速成長，易（yì）燃、易爆、劇毒和帶放射性物資增多（duō），對閥門密封有了更嚴酷要求，有（yǒu）場所已沒（méi）法使用填料密封，發生了新密封形式－波紋管密封。這類密封不需填料（liào），也叫無（wú）填料密封。
    波紋管兩（liǎng）頭，與別（bié）零件焊死（sǐ）。當閥杆升降時，波紋管伸縮，波紋（wén）管自己不漏（lòu），介質便沒法泄出。為保險起見，往往采用波紋管與填料兩重密封。
    2、靜密封
    什麽是靜密封（fēng）叫呢?
    靜密封通常是指兩個靜止麵之（zhī）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（cái）料：如紙、麻（má）、牛（niú）皮、石棉製品、塑料、橡膠等。
紙、麻、牛皮之類，有毛細（xì）孔，易滲透，使（shǐ）用時須浸漬油、蠟或其他防滲透材（cái）料。一般閥門很少采用。
    石（shí）棉（mián）製（zhì）品，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（wēn）性能（néng）也很好，閥門自己和閥門與管子法蘭毗（pí）連中，使（shǐ）用極為普遍。
    塑料製品，有（yǒu）很好耐侵蝕性能，使用也較普遍。品種（zhǒng）有聚乙烯、聚丙烯、軟（ruǎn）聚氯乙烯、聚（jù）四氟乙烯、尼龍66、尼龍1010等（děng）。
    橡膠製品，質柔軟，各類橡膠劃分有一定耐酸、耐堿、耐油、耐海水能力。品種有自然橡膠、丁苯橡（xiàng）膠、丁腈（jīng）橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠、聚氨（ān）酯橡膠、氟橡膠（jiāo）等。
    (2)金屬材料：一（yī）般說，金屬材料強度高，耐溫性能強。但（dàn）鉛其實不這樣，僅（jǐn）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（xiù）鋼、蒙乃爾（ěr）合金（jīn）、銀、鎳等。
    (3)複合材料：例如金屬包皮(內部石（shí）棉)墊（diàn）圈（quān）、組合波形墊圈、環繞糾纏墊圈等。
    ②經常使用墊圈性能
    使用閥門時，往往具體情況，更換原（yuán）帶墊圈。常有墊（diàn）圈有：橡（xiàng）膠平墊圈、橡膠O形圈、塑（sù）料平墊圈、聚（jù）四氟乙烯（xī）包（bāo）墊圈、石棉橡膠墊圈、金（jīn）屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬（shǔ）包皮（pí）墊圈、波形墊（diàn）圈（quān）、環（huán）繞糾（jiū）纏（chán）墊圈等。
    (1)橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時不艱苦，但耐（nài）壓、耐溫能力都較差，隻用（yòng）於壓力低、溫度不高方。自（zì）然橡膠有一定耐酸堿性能，使用溫度不宜跨越60℃；氯丁橡膠也能耐某（mǒu）些酸堿，使用溫度80℃；丁腈橡膠耐油，可用至（zhì）80℃；氟橡膠耐侵蝕性能很好，耐溫性能也比一般橡膠強，可150℃介質中使用。
    (2)橡膠O形墊圈：斷麵（miàn）外形是正圓，有一定（dìng）自緊作用，密封效果比平墊圈好，壓緊力更小。
    (3)塑料平墊圈：塑料年夜特點是耐侵蝕性好（hǎo）,年夜部門（mén）塑料耐溫性能欠好。聚四氟乙烯為（wéi）塑料之冠，耐侵蝕性能優良，耐（nài）溫範圍比力寬闊，可（kě）-180℃～+200℃之內持（chí）久使用。
    (4)聚四氟乙烯（xī）包墊圈（quān）：充實闡揚聚四氟乙烯優點（diǎn），同時彌補它彈性較差錯誤謬誤，做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠墊圈。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐侵蝕（shí），又有優秀（xiù）彈性（xìng），增強（qiáng）密封（fēng）效果，減小壓緊力。
    (5)石棉橡膠墊圈（quān）：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（huà）學穩定性，貨源豐碩（shuò），價格廉價。使用時，壓緊（jǐn）力沒（méi）必要很（hěn）年夜。它能粘附金屬，好概況塗一層石（shí）墨（mò）粉，以免拆卸時費勁。
    (6)金屬平熱（rè）圈：鉛，耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳（niè）銅)合金810℃，不鏽鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差，鋁可耐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：有自緊作用，使用於高壓閥門。
    橢圓形墊圈：也屬於高壓自緊墊圈。
    錐麵雙墊圈：用於高壓內自慎密封。
    此外（wài），還有方（fāng）形、菱（líng）形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形（xíng）等，一般隻高中壓閥門中使用（yòng）。
    (8)金屬包皮墊圈：金屬（shǔ）既有優秀耐（nài）溫耐壓性能，又有（yǒu）優秀（xiù）彈性（xìng）。包皮材（cái）料有鋁、銅、低碳鋼、不鏽（xiù）鋼、蒙乃爾合金等。裏（lǐ）麵填充（chōng）材（cái）料有石棉、聚四氟乙烯、玻（bō）璃纖維等（děng）。
    (9)波形墊圈：具（jù）有（yǒu）壓緊力小，密封效果好特點。常采用金屬與非金屬組（zǔ）合形式。
    (10)環繞糾纏墊圈：是把（bǎ）很薄金屬帶和非金（jīn）屬帶緊貼一起，環（huán）繞糾纏成多層圓形，斷麵呈（chéng）海浪狀，有很好彈性和密封性（xìng）。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合（hé）金等建造。非金屬帶材料有石棉、聚四（sì）氟乙烯等。
    以上，講述密封墊（diàn）圈性（xìng）能時，列舉了一些（xiē）數字。必需說明（míng），這（zhè）些數字跟法蘭形式、介質情況（kuàng）和安裝（zhuāng）修理技術等有緊密（mì）親密關係（xì），可以跨越（yuè），達不到，耐壓和耐溫性能，也是相互轉化，例如（rú）溫度高了，耐壓（yā）能力往往（wǎng）下（xià）降，這些細微問題，隻能實踐中體味。
四、閥門密封材料
    閥門密封材料是閥（fá）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（mì）封材料都有哪些（xiē）呢，我們知道閥門密封圈材料有金屬和非金（jīn）屬兩大（dà）類（lèi）。
    閥門密封材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麵。那閥（fá）門密（mì）封材料都有（yǒu）哪些呢，我們知道閥門密封圈材料有金屬和非金屬兩大類。
    下麵就簡單介紹一下各類密封材料的使用（yòng）條件，以及常用的閥門類型：
    1、合成橡（xiàng）膠
    合成橡（xiàng）膠的（de）耐（nài）油、耐溫、耐腐蝕等綜（zōng）合性能優於（yú）天然橡膠。一般合（hé）成橡膠的使用（yòng）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、止回閥、夾管閥等閥門的密封（fēng）。
    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（dù）t≤90℃、公稱壓力PN≤32MPa的球閥、截止（zhǐ）閥等。
    3、聚四氟乙烯
    聚四氟乙烯多用於溫度t≤232℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的截止閥、閘閥（fá）、球閥等。
    4、鑄鐵
    鑄鐵用於溫度t≤100℃、公稱壓力PN≤1.6MPa、煤氣和油類用（yòng）的閘閥、截止閥、旋塞閥（fá）等。
    5、巴氏合金
    巴氏合金（jīn）用於溫度t-70~150℃、公稱壓力（lì）PN≤2.5MPa的（de）氨用截止閥。
    6、銅合金
    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，適用於（yú）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（zhǐ）回閥、旋塞閥等。
    7、鉻不鏽鋼
    鉻不鏽鋼常用牌號有2Cr13、3Cr13經調質處理，耐（nài）腐蝕性能好。常用於溫度t≤450℃、公稱壓力PN≤32MPa的水（shuǐ）、蒸汽和石油等介質的閥門上。
    8、鉻鎳鈦不鏽鋼
    鉻鎳鈦（tài）不鏽鋼常用牌號為1Cr18Ni9ti，其（qí）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（yòng）於截止閥、球閥等。
    9、滲氮（dàn）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（yú）溫度（dù）t≤540℃、公稱壓力PN≤10MPa的電站閘閥。
    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（háng）滲硼表麵處理，密封麵耐磨性能很好。用於電站排汙閥。

 三、閥門密封性原理
    密封就（jiù）是防止泄漏，那麽閥門密封性原理也是（shì）從防止泄漏研究（jiū）的。造成泄漏的因素主要有兩（liǎng）個（gè），一個是影響密（mì）封性能的主要的因素，即密（mì）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（zài）著壓（yā）差。閥門密封性原理也是從（cóng）液體的密封（fēng）性、氣體的密封性（xìng）、泄漏通道的（de）密封原理和閥（fá）門密封副等四個方麵來分析（xī）的。
    1、液體的（de）密封性
    液體（tǐ）的密封性是通過液體的粘度和表麵張力來進行。當（dāng）閥門泄（xiè）漏的毛細管充滿氣體（tǐ）的時候，表麵張力可能對液體進行排斥，或者將液體引進毛細管內。這樣就形成了相切角。當相切角小於90°的時候，液體就會被注入毛細管（guǎn）內，這樣就會發生泄漏。發生泄漏的原因在於介（jiè）質的不同性質。用不同介質做試驗，在條件相同的（de）情況下，會得出不同的結果。可（kě）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（shǔ）表麵上的油脂或蠟（là）質薄膜有（yǒu）關係。一旦這些表（biǎo）麵的薄膜被溶解掉，金屬表麵的特性就發生了變化，原來被排斥的液體，就會侵濕（shī）表麵，發生泄漏。針對上述情況，根據泊鬆公式，可以（yǐ）在減少毛細管直徑和介質粘度較大的（de）情況下，來實現防止泄漏或減少泄漏量的目的。
    2、氣體（tǐ）的密封性
    根據泊鬆（sōng）公式，氣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體的粘度成反比，與毛細管的直徑和（hé）驅動力成正比。當（dāng）毛（máo）細（xì）管的直徑和氣（qì）體分子的平均自由度相（xiàng）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（men）在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，用空氣即氣體就不能起（qǐ）到密封的（de）作用。即（jí）使我們通過塑性變形方式，將毛細（xì）管直徑降到氣（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、泄漏通道的密封原理
    閥門密封由（yóu）散布在波形麵上的不平（píng）整度和波峰間距離的波紋度（dù）構成粗糙度兩個部分（fèn）組成。在我國（guó）大部分（fèn）的金屬材料彈（dàn）性應變力都（dōu）較低的情況下，如果要達到（dào）密封的狀態，就（jiù）需要對金屬材料的壓縮力提更高（gāo）的要求（qiú），即（jí）材料的壓縮（suō）力要超過其彈（dàn）性。因此，在進行（háng）閥門（mén）設計時，密封副結合一定的硬度差來匹配，在壓力的作用下，就會產生一定程度的塑性變形密封的效果。如（rú）果密封表麵都是金屬材（cái）料，那麽表麵不平整的凸出點就（jiù）會早的出現，在初隻需用較小的載荷就可以使這些不平整的凸（tū）出點（diǎn）產生塑性變形。當接觸（chù）麵增大時，表麵（miàn）的不平（píng）整就會變成塑性-彈性變形。這時處在凹處的（de）兩麵粗糙度就會存（cún）在。需要施加（jiā）能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷時，並且使得（dé）兩表麵接觸緊密，沿著連續線和環（huán）向方向才（cái）能使這些尚存的通徑密合。
    4、閥門密封副
    閥門密封副是閥（fá）座和關閉（bì）件在互相接觸時進行關閉的那（nà）一部分。金屬密封麵在使用過程中，容易（yì）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（sǔn）顆粒。如（rú）果磨損顆粒比表麵的不平整度小（xiǎo），在密封麵磨合（hé）時，其表麵精（jīng）度就會得到（dào）改善（shàn），而不會變壞（huài）。相反，則會使（shǐ）表（biǎo）麵（miàn）精度變壞。因此在選擇磨損顆（kē）粒時，要綜合考慮其材料，工況，潤滑性和對密封麵的腐蝕情況等因素。如同磨損顆粒一樣，我們在選擇密封件時，要綜合考慮影響其性能（néng）的各種因素，才能起到防泄漏的功能。因此，必須選（xuǎn）擇那些抗腐蝕，抗擦傷和耐衝刷（shuā）的材料。否則，缺少任何（hé）一項要求（qiú），就會使其密封性（xìng）能大大降低。