創新提升密封性，閥門不再漏漏漏（lòu）

對閥門密（mì）封性能的要求，要防止泄漏角度出發。根據其泄漏的不同部位和程度，導致（zhì）閥（fá）門的泄漏情況不同，因此，需要提出不同的防漏措施。
一、影響閥門密封的主要（yào）因素
    影響閥門（mén）密封的因素很多，主要有以（yǐ）下幾種：
    1、密封副結構
    在溫度（dù）或密封力作用的變（biàn）化下，密封副（fù）的結構就會發生變化。而且這種變化會影響和改變密（mì）封副（fù）相互（hù）之間（jiān）的作用力，從而使閥門密封（fēng）的性能（néng）減小。因此（cǐ），在選擇密封件時，一定要選擇具有彈（dàn）性變形的密封件。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（wán）全吻合，當密封麵寬度增加，就要（yào）加大密封所（suǒ）需要的作用力。
    2、密封麵（miàn）比壓
    密封麵的比壓大小影響著（zhe）閥門密封性能大小和閥門的使用壽命。因此（cǐ），密封（fēng）麵比壓也（yě）是非常重（chóng）要的一（yī）個因素。在相（xiàng）同的條件下，比壓太大會引（yǐn）起閥門的損壞，但比壓太小酒（jiǔ）會造成閥門泄漏。因此，需要我們在設計時要充分考慮到比壓的合適度。
    3、介質的物理性質
    介質的物理性質也影響到閥門密封（fēng）性（xìng）能。這些物理（lǐ）性質包括溫度，粘度和表麵的（de）親（qīn）水性等。溫度變化不僅影響著密封副的鬆弛度和（hé）零件尺寸的改變，還與氣體的粘度有著密不可（kě）分的關（guān）係。氣體粘度（dù）隨（suí）著溫度的升高或降低而增大或減（jiǎn）小。因此，為了減少溫度對閥門密封性能（néng）的影響程度，我們在（zài）進行密（mì）封（fēng）副設計（jì）時，要把其（qí）設計成彈性閥座等具有（yǒu）熱補償性（xìng）的閥門。粘度與流體（tǐ）的（de）滲透能力有關。當在相同條件（jiàn）下時（shí），粘度（dù）越大，流體的（de）滲透能（néng）力就越小。表麵的親水性是指在金屬表（biǎo）麵有一層薄膜時，要（yào）去掉這層薄膜。因為這層很薄（báo）的油膜，會（huì）破壞表麵的親水性，導致堵塞流體的通道。
    4、密封（fēng）副的質量
    密封副質（zhì）量主要是指我們要對材料的選擇，匹配，製造精度上進（jìn）行把關。比如，閥瓣與閥座密封麵很吻合，能提高密封（fēng）性。環向（xiàng）波紋度多的特點，是其迷宮密（mì）封性能（néng）好。
    閥門泄露在生活、生產中十分普遍，輕則會造成浪費（fèi），或給生活帶來危險，如自來水閥門泄露，重則導致嚴重後果的發生，如化（huà）工行（háng）業的有毒、有害、易燃、易爆及腐蝕性介性質的泄漏等，嚴重的威脅（xié）人身安全、財產安（ān）全和環境汙染的事故。一台依靠外力旋轉傳（chuán）動開及關（guān）閉（bì）的（de）閥門都設計有一個密封裝（zhuāng）置既用在填料涵中裝（zhuāng）上一定數量的填料密封圈，以至達到密封效果，但密（mì）封（fēng）情況有如何呢？閥門的（de）填料處泄（xiè）漏是閥門中容（róng）易（yì）出現泄漏故障的（de）部位其一，但究其原因大致有二個方（fāng）麵的（de）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。閥門的密封性能是指（zhǐ）閥門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。
    閥門的密封部位（wèi）有三處（chù）：
    啟閉（bì）件（jiàn）與閥座兩密封麵間的接觸處;填料與閥杆和填料函的配合處;閥體與閥蓋的連接處。其（qí）中前一處的（de）泄漏叫做內漏，也就（jiù）是通常所說的關不嚴，它將影響閥門截斷介質（zhì）的能力。對於（yú）截（jié）斷閥類來（lái）說，內漏是不允許的。後兩處的泄漏叫（jiào）做外漏，即介質從閥內泄（xiè）漏到閥外。
    外漏會造成物料損失，汙染環境，嚴重時還會造成事（shì）故。對於易燃易（yì）爆 、有毒或有放射的介質，外漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密（mì）封性（xìng）能。
    如何解決密封問題不成輕忽，閥門跑、冒、滴（dī）、漏現象，盡年夜部門（mén）發生這裏。下麵我們將計（jì）議閥門動密封、靜密封問題。
    1、動密封
    閥門動密封，主指（zhǐ）閥杆密封（fēng）。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填料函形式（shì）
    閥門動密封，以填料函為主。填料函基本形式是（shì）：
    (1)壓蓋（gài）式
    這（zhè）是用多形式。
    統一形式又能許多（duō）細節（jiē）區分。例（lì）如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺栓（shuān）(用（yòng）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（yā）蓋來（lái）說，可分整體式和組合式（shì）。
    (2)壓緊螺（luó）母式
這類形式，外形尺寸小，但壓緊力受限（xiàn）製，隻使用於小閥（fá）門。
    ②填料
    填料函內，以填料與閥杆直接（jiē）接（jiē）觸並布滿（mǎn）填料函，阻止介質外漏。對填料（liào）有以下要求：
    (1)密封性好（hǎo）；
    (2)耐侵蝕；
    (3)磨擦係（xì）數小；
    (4)順應介質溫度和壓力。
    經常（cháng）使用填料有（yǒu）：
    (1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫文耐侵蝕性能都很好，但零丁使用（yòng）時，密封效果欠安，總是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤（pán）根：它基本結構形式有兩種，一（yī）種是扭製，另外一種是編結。又可分圓形和方形。
    (2)聚四氟乙烯編織盤根：將聚四氟乙烯細帶編織為盤根，有極好（hǎo）耐侵蝕（shí）性（xìng）能，又（yòu）可用於深冷介質。
    (3)橡膠（jiāo）O形圈：低壓狀態（tài）下，密封效（xiào）果優秀。使用溫度受限製，如自然橡（xiàng）膠隻能用於（yú）60℃。
    (4)塑料（liào）成型填（tián）料：一般做成三（sān）件式，也可做成其他外形。所用塑料以聚四（sì）氟乙（yǐ）烯為多。
    此外，例如，250℃蒸氣閥門（mén）中，用石棉（mián）盤根和鉛圈交替迭合，漏（lòu）汽情況就會減輕；有閥門（mén），介質經常變換，如以石棉盤根和聚四氟（fú）乙烯生料帶配合使用，密封效果便好些（xiē）。為減（jiǎn）輕對閥杆（gǎn）磨擦，有場所，可以加二（èr）硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。
    對新穎填料，正進行著索求。例如用聚丙烯腈纖（xiān）維經聚四氟乙烯乳液浸漬，又經預氧化後，模具中燒結壓製，可以到密封性（xìng）能優良成型填料；又如用不鏽（xiù）鋼薄片與石棉製成波形填料，可耐（nài）高（gāo）溫（wēn）、高壓與侵蝕。
    ③波紋管密封
    化學工（gōng）業和原子（zǐ）能工業迅速成長，易燃（rán）、易爆、劇毒和帶放（fàng）射性物資（zī）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（xíng）式－波紋管密封。這類（lèi）密封不需填料，也叫無填料密封。
    波紋管兩頭，與別零件焊死。當閥（fá）杆升降時，波紋管伸縮，波紋管（guǎn）自己不漏，介質便沒法泄出。為保險起見，往往（wǎng）采用波紋管與填料兩重密封。
    2、靜密封（fēng）
    什麽是靜密封（fēng）叫呢?
    靜密封通常是指（zhǐ）兩個靜止麵之間的密封。密封辦法主要是使用墊圈。
    ①墊圈材料
    (1)非金屬材料（liào）：如紙（zhǐ）、麻、牛（niú）皮、石（shí）棉製品、塑料、橡膠等。
紙、麻、牛皮之類，有毛細孔，易滲透，使用時須浸漬油、蠟或其他防滲透材料。一般閥門很少（shǎo）采（cǎi）用。
    石棉（mián）製品，又有石棉帶（dài）、繩、板和石棉橡（xiàng）膠板等（děng）。其中（zhōng）石棉橡膠板結構致密，耐壓性能好，耐（nài）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。
    塑料製（zhì）品，有很好耐侵蝕（shí）性能，使（shǐ）用也較普（pǔ）遍。品種有聚（jù）乙（yǐ）烯、聚丙（bǐng）烯、軟聚（jù）氯乙烯、聚四氟乙（yǐ）烯、尼龍66、尼龍1010等。
    橡膠製品，質柔軟，各類（lèi）橡膠劃分有一定耐酸、耐堿、耐油、耐海（hǎi）水能力。品種有自然橡膠、丁苯（běn）橡膠、丁腈橡膠、氯（lǜ）丁（dīng）橡膠、異丁橡膠、聚氨酯橡膠、氟（fú）橡膠等。
    (2)金屬材料：一般說，金屬材料強度高，耐溫性能強。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（gāng）、不鏽鋼、蒙乃爾合金、銀、鎳等。
    (3)複合材料：例如金屬包皮（pí）(內部石棉)墊圈、組合波形墊（diàn）圈、環繞糾纏墊圈（quān）等。
    ②經常使用墊圈性能
    使用閥門時，往往具體情況，更換（huàn）原帶墊圈。常有墊（diàn）圈有：橡膠平墊圈、橡（xiàng）膠O形圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石棉橡膠墊圈、金屬（shǔ）平（píng）墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈、環繞（rào）糾纏墊圈等。
    (1)橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時不艱苦，但耐壓、耐溫能力都較差，隻用於壓力低（dī）、溫度不高方。自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（néng）耐某些酸堿，使用溫度（dù）80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟（fú）橡（xiàng）膠耐侵蝕性能很好，耐溫性能（néng）也比一般（bān）橡膠強，可（kě）150℃介質中使用。
    (2)橡膠O形墊圈：斷麵（miàn）外形（xíng）是正圓，有一定自緊作用（yòng），密封效果比平墊圈好，壓緊力更（gèng）小（xiǎo）。
    (3)塑料平墊圈：塑料年夜特點是耐（nài）侵蝕性好,年夜（yè）部門塑料耐溫性能欠好。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：充實闡揚聚四氟乙烯優點，同（tóng）時彌補它彈性較差錯誤謬誤（wù），做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠墊（diàn）圈。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐（nài）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（hé）10～20%橡（xiàng）膠，和填充劑、硫化劑等。它有很好耐熱性（xìng）、耐冷性、化學穩定性，貨源豐碩，價格廉價。使用時，壓緊力沒必要很年夜。它能粘附金屬，好概況塗一（yī）層石墨粉，以免拆卸時（shí）費勁。
    (6)金屬（shǔ）平（píng）熱圈：鉛，耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低（dī）碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合金810℃，不鏽鋼870℃。其中鉛（qiān）耐壓（yā）能（néng）力較差，鋁可（kě）耐64千克/平方厘米，其他材料可（kě）耐（nài）高壓。
    (7)金（jīn）屬異性墊圈：
    透（tòu）鏡墊圈：有自緊作（zuò）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（quān）：用於高壓（yā）內（nèi）自慎密封。
    此外，還有方（fāng）形、菱形、三（sān）角（jiǎo）形、齒形、燕尾形、B形、C形等，一般隻高中壓閥（fá）門中（zhōng）使用。
    (8)金屬包皮墊圈：金屬既有優秀耐溫耐壓性能，又（yòu）有優秀彈性。包皮材料有鋁（lǚ）、銅、低碳鋼、不鏽鋼、蒙乃（nǎi）爾合金等。裏麵填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
    (9)波（bō）形墊圈：具有壓緊力小，密封效果好（hǎo）特（tè）點。常采用金屬與非金屬組合形式。
    (10)環繞糾纏墊圈：是把很薄金屬帶和非金屬帶緊（jǐn）貼一起，環繞糾纏成多層圓形，斷麵（miàn）呈海浪（làng）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（dài）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，這些數字（zì）跟法蘭形式、介質（zhì）情況和安（ān）裝（zhuāng）修理（lǐ）技術（shù）等有緊密親密關係，可以跨越，達不到（dào），耐壓和耐溫性能（néng），也是相互（hù）轉化，例如溫度高了，耐壓能力往往下降，這些（xiē）細微問題，隻能實踐中體味。
四、閥門密封材料
    閥門密封材料（liào）是閥門密封的重要組成部分（fèn），它擔任閥門密封直接接觸的麵。那閥門（mén）密封材料都（dōu）有哪些呢，我（wǒ）們知道閥門（mén）密封圈材料有金屬和非（fēi）金屬兩（liǎng）大類。
    閥門密封材料是閥門密封的重要組（zǔ）成部分（fèn），它擔任閥門密封直接接觸的麵（miàn）。那閥門密封材料都有（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（dān）介紹一（yī）下各類密封材料的使用（yòng）條件，以及（jí）常（cháng）用的閥門類（lèi）型：
    1、合成橡膠
    合成橡膠的耐油、耐溫、耐腐蝕等綜（zōng）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（gōng）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。
    2、尼龍
    尼龍具有摩擦係數（shù）小、耐腐（fǔ）蝕性好等特點。尼龍多用於溫度t≤90℃、公稱（chēng）壓力PN≤32MPa的球閥（fá）、截止閥等。
    3、聚四（sì）氟乙烯（xī）
    聚四氟乙烯多用於溫（wēn）度t≤232℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的（de）截止閥、閘閥、球閥等（děng）。
    4、鑄（zhù）鐵
    鑄鐵用於溫度（dù）t≤100℃、公（gōng）稱（chēng）壓（yā）力（lì）PN≤1.6MPa、煤氣和油類用的（de）閘閥、截止閥、旋塞閥等。
    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、銅合金
    銅（tóng）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，適用於溫度t≤200℃、公稱壓力PN≤1.6MPa的水和蒸汽（qì）中，常用於閘閥（fá）、截止閥、止（zhǐ）回閥（fá）、旋塞閥等。
    7、鉻不鏽鋼
    鉻不鏽鋼（gāng）常用牌號有2Cr13、3Cr13經（jīng）調（diào）質（zhì）處理，耐腐蝕性能好（hǎo）。常用於溫（wēn）度t≤450℃、公稱壓力PN≤32MPa的水、蒸汽和石（shí）油等介質的閥門上。
    8、鉻鎳鈦不鏽鋼（gāng）
    鉻鎳鈦不鏽鋼常（cháng）用牌號為1Cr18Ni9ti，其耐腐（fǔ）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（zhì）中，用（yòng）於截止閥、球閥等（děng）。
    9、滲氮鋼
    滲氮鋼常用牌號是38CrMoAlA，經（jīng）滲碳處理（lǐ），具有良好的耐（nài）腐蝕性和抗擦傷性（xìng）。常用於溫度t≤540℃、公稱壓（yā）力（lì）PN≤10MPa的電站閘閥。
    10、滲硼
    滲硼由閥體或閥瓣本體材料直接（jiē）加工出密封麵（miàn），再進行滲硼表麵處理，密封麵耐磨性能很好。用（yòng）於電站排汙閥。

 三、閥（fá）門密封性原理
    密封就是防止（zhǐ）泄漏，那麽（me）閥門密封性原理也是從防止泄（xiè）漏（lòu）研究的。造成泄漏（lòu）的因素（sù）主要有兩個，一個是影響密封性能的主要的因素，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在著壓差。閥門密封（fēng）性原理（lǐ）也（yě）是（shì）從液體的密封性、氣體的密封性、泄漏（lòu）通道的密封原理和閥門密封副等（děng）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麵張力來進行。當閥門泄漏的毛細管充（chōng）滿氣體的時候，表麵張力可能對液體（tǐ）進行排斥，或者將液體引進毛細管（guǎn）內。這樣就形（xíng）成（chéng）了相（xiàng）切角。當相切角（jiǎo）小（xiǎo）於90°的時候，液體就（jiù）會被注入毛細管內，這樣就會發（fā）生（shēng）泄漏。發生泄漏（lòu）的原因在於介質的（de）不同性質。用不同介質做（zuò）試驗，在條件相同的（de）情況下，會（huì）得出不同的結果。可以用水，用空氣或用煤油（yóu）等。而（ér）當相切角大於（yú）90°時（shí），也會發生泄漏。因（yīn）為與金屬表麵上的油脂或蠟質薄膜有關係。一旦這些表麵的薄（báo）膜被溶解掉，金屬表麵的特性就發生了變化，原來（lái）被（bèi）排斥的液體，就會侵濕表麵，發生泄漏。針對（duì）上述情（qíng）況，根據泊鬆（sōng）公式，可以在減（jiǎn）少毛細管直徑和介質粘度（dù）較大（dà）的（de）情況下，來實現防止泄漏或（huò）減少泄漏量的目的。
    2、氣體的密封性
    根據泊鬆公式，氣體的密封性與氣體分（fèn）子和氣體的粘性有關。泄漏與毛細管的長度和氣體的粘度（dù）成反比，與毛（máo）細管的直徑和驅（qū）動力成正比。當毛細管的直徑和氣（qì）體分子的（de）平均自由度相（xiàng）同時，氣體分子就會以自由的（de）熱運動流進毛細管。因此（cǐ），當我們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（qì）即（jí）氣體就不能起到密封的作用。即使我們通過塑性（xìng）變形方式，將毛細管直徑降到氣體（tǐ）分子以下，也仍然不能阻止氣體的流動。原因在於氣體仍然可以通過金（jīn）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（de）嚴（yán）格。
    3、泄（xiè）漏（lòu）通道的密（mì）封原理
    閥門密封由散（sàn）布在波形麵上的不平整度和波峰間距離的波紋（wén）度構成粗糙度兩個部分組成。在我國大部分（fèn）的金屬材料（liào）彈（dàn）性應變力都較低的情況（kuàng）下，如（rú）果要達到密封的狀（zhuàng）態，就需要對金屬材料的壓縮力提更高的要求，即材料的壓縮力要超過其彈性。因此，在進行閥門設（shè）計（jì）時，密封副結合一定的硬度差來（lái）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（guǒ）。如果密封表麵都是金屬材料（liào），那麽表麵不平整的（de）凸出點就會早的（de）出現，在初隻需用較小的載荷就可以使（shǐ）這些不平整的凸出點產生塑性變形。當接觸（chù）麵增大時，表麵的不平整就會變成塑性-彈性變形。這時處在凹處的兩（liǎng）麵粗糙度就會存在。需要施加（jiā）能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷（hé）時，並且使（shǐ）得兩（liǎng）表麵接觸緊密（mì），沿著連續線和環向方向才能使這些尚存的通徑密合。
    4、閥門密封副
    閥門密封（fēng）副（fù）是（shì）閥座和關（guān）閉件在（zài）互相接觸時（shí）進行關閉的那一部分。金屬（shǔ）密封（fēng）麵（miàn）在使用過程中，容（róng）易受到夾入介質（zhì），介質（zhì）腐（fǔ）蝕，磨損顆粒，氣蝕和衝刷（shuā）的損害的。比如磨損顆粒。如果磨損顆粒比表麵的不平整度小，在密封麵磨（mó）合時，其表麵（miàn）精度就會得（dé）到改（gǎi）善，而不會變壞。相反，則會使表麵精度變壞。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蝕情（qíng）況等（děng）因素。如同磨損顆粒一樣，我們在選擇密封件時（shí），要綜合考（kǎo）慮影響其性能的各種因素，才（cái）能起（qǐ）到防泄（xiè）漏的功能。因此，必須（xū）選擇那些抗腐蝕，抗擦傷和耐衝刷的材（cái）料。否則，缺少任（rèn）何一項要求，就會使其密封性能大大降低。