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如何做到阀门不漏
时间:2020-08-03 23:18 点击次数:
对阀门密封性能的要求,要防止泄漏角度出发。根据其泄漏的不同部位和程度,导致阀门的泄漏情况不同,因此,需要提出不同的防漏措施。而阀门的品牌有千千万,接下来我们以比较著名的进口品牌《德国洛克》为例来给大家详细介绍一下。
 
影响阀门密封的因素很多,主要有以下几种:
1、介质的物理性质
 
介质的物理性质也影响到阀门密封性能。这些物理性质包括温度,粘度和表面的亲水性等。温度变化不仅影响着密封副的松弛度和零件尺寸的改变,还与气体的粘度有着密不可分的关系。气体粘度随着温度的升高或降低而增大或减小。
 
因此,为了减少温度对阀门密封性能的影响程度,我们在进行密封副设计时,要把其设计成弹性阀座等具有热补偿性的阀门。粘度与流体的渗透能力有关。当在相同条件下时,粘度越大,流体的渗透能力就越小。表面的亲水性是指在金属表面有一层薄膜时,要去掉这层薄膜。因为这层很薄的油膜,会破坏表面的亲水性,导致堵塞流体的通道。
 
2、密封副的质量
 
密封副质量主要是指我们要对材料的选择,匹配,制造精度上进行把关。比如,阀瓣与阀座密封面很吻合,能提高密封性。环向波纹度多的特点,是其迷宫密封性能好。
 
3、密封副结构
 
在温度或密封力作用的变化下,密封副的结构就会发生变化。而且这种变化会影响和改变密封副相互之间的作用力,从而使阀门密封的性能减小。因此,在选择密封件时,一定要选择具有弹性变形的密封件。同时,也要注意密封面的宽度。原因在于密封副的接触面不能完全吻合,当密封面宽度增加,就要加大密封所需要的作用力。
 
4、密封面比压
 
密封面的比压大小影响着阀门密封性能大小和阀门的使用寿命。因此,密封面比压也是非常重要的一个因素。在相同的条件下,比压太大会引起阀门的损坏,但比压太小酒会造成阀门泄漏。因此,需要我们在设计时要充分考虑到比压的合适度。
 
阀门泄露在生活、生产中十分普遍,轻则会造成浪费,或给生活带来危险,如自来水阀门泄露,重则导致严重后果的发生,如化工行业的有毒、有害、易燃、易爆及腐蚀性介性质的泄漏等,严重的威胁人身安全、财产安全和环境污染的事故。
 
一台依靠外力旋转传动开及关闭的阀门都设计有一个密封装置既用在填料涵中装上一定数量的填料密封圈,以至达到密封效果,但密封情况有如何呢?阀门的填料处泄漏是阀门中最容易出现泄漏故障的部位其一,但究其原因大致有二个方面的原因。
 
阀门密封材料是阀门密封的重要组成部分,它担任阀门密封直接接触的面。那阀门密封材料都有哪些呢,我们知道阀门密封圈材料有金属和非金属两大类。下面就简单介绍一下各类密封材料的使用条件,以及常用的阀门类型
 
1、合成橡胶
 
合成橡胶的耐油、耐温、耐腐蚀等综合性能优于天然橡胶。一般合成橡胶的使用温度t≤150℃,天然橡胶t≤60℃,橡胶用于公称压力PN≤1MPa的截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、止回阀、夹管阀等阀门的密封。
 
2、尼龙
 
尼龙具有摩擦系数小、耐腐蚀性好等特点。尼龙多用于温度t≤90℃、公称压力PN≤32MPa的球阀、截止阀等。
 
3、聚四氟乙烯
 
聚四氟乙烯多用于温度t≤232℃、公称压力PN≤6.4MPa的截止阀、闸阀、球阀等。
 
4、铸铁
 
铸铁用于温度t≤100℃、公称压力PN≤1.6MPa、煤气和油类用的闸阀、截止阀、旋塞阀等。
 
5、巴氏合金
 
巴氏合金用于温度t-70~150℃、公称压力PN≤2.5MPa的氨用截止阀。
 
6、铜合金
 
铜合金常用材料有6-6-3锡青铜和58-2-2锰黄铜等。铜合金耐磨性好,适用于温度t≤200℃、公称压力PN≤1.6MPa的水和蒸汽中,常用于闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等。
 
7、铬不锈钢
 
铬不锈钢常用牌号有2Cr13、3Cr13经调质处理,耐腐蚀性能好。常用于温度t≤450℃、公称压力PN≤32MPa的水、蒸汽和石油等介质的阀门上。
 
8、铬镍钛不锈钢
 
铬镍钛不锈钢常用牌号为1Cr18Ni9ti,其耐腐性、耐冲蚀性和耐热性能较好。适用于温度t≤600℃、公称压力PN≤6.4MPa的蒸汽、硝酸等介质中,用于截止阀、球阀等。
 
9、渗氮钢
 
渗氮钢常用牌号是38CrMoAlA,经渗碳处理,具有良好的耐腐蚀性和抗擦伤性。常用于温度t≤540℃、公称压力PN≤10MPa的电站闸阀。
 
10、渗硼
 
渗硼由阀体或阀瓣本体材料直接加工出密封面,再进行渗硼表面处理,密封面耐磨性能很好。用于电站排污阀。  
 
密封就是防止泄漏,那么阀门密封性原理也是从防止泄漏研究的。造成泄漏的因素主要有两个,一个是影响密封性能的最主要的因素,即密封副之间存在着间隙,另一个则是密封副的两侧之间存在着压差。阀门密封性原理也是从液体的密封性、气体的密封性、泄漏通道的密封原理和阀门密封副等四个方面来分析的。
 
1、泄漏通道的密封原理
 
阀门密封由散布在波形面上的不平整度和波峰间距离的波纹度构成粗糙度两个部分组成。在我国大部分的金属材料弹性应变力都较低的情况下,如果要达到密封的状态,就需要对金属材料的压缩力提更高的要求,即材料的压缩力要超过其弹性。
 
2、阀门密封副
 
阀门密封副是阀座和关闭件在互相接触时进行关闭的那一部分。金属密封面在使用过程中,容易受到夹入介质,介质腐蚀,磨损颗粒,气蚀和冲刷的损害的。比如磨损颗粒。如果磨损颗粒比表面的不平整度小,在密封面磨合时,其表面精度就会得到改善,而不会变坏。相反,则会使表面精度变坏。
 
因此在选择磨损颗粒时,要综合考虑其材料,工况,润滑性和对密封面的腐蚀情况等因素。如同磨损颗粒一样,我们在选择密封件时,要综合考虑影响其性能的各种因素,才能起到防泄漏的功能。因此,必须选择那些抗腐蚀,抗擦伤和耐冲刷的材料。否则,缺少任何一项要求,就会使其密封性能大大降低。
 
3、液体的密封性
 
液体的密封性是通过液体的粘度和表面张力来进行。当阀门泄漏的毛细管充满气体的时候,表面张力可能对液体进行排斥,或者将液体引进毛细管内。这样就形成了相切角。当相切角小于90°的时候,液体就会被注入毛细管内,这样就会发生泄漏。
 
发生泄漏的原因在于介质的不同性质。用不同介质做试验,在条件相同的情况下,会得出不同的结果。可以用水,用空气或用煤油等。而当相切角大于90°时,也会发生泄漏。因为与金属表面上的油脂或蜡质薄膜有关系。一旦这些表面的薄膜被溶解掉,金属表面的特性就发生了变化,原来被排斥的液体,就会侵湿表面,发生泄漏。针对上述情况,根据泊松公式,可以在减少毛细管直径和介质粘度较大的情况下,来实现防止泄漏或减少泄漏量的目的。
 
4、气体的密封性
 
根据泊松公式,气体的密封性与气体分子和气体的粘性有关。泄漏与毛细管的长度和气体的粘度成反比,与毛细管的直径和驱动力成正比。当毛细管的直径和气体分子的平均自由度相同时,气体分子就会以自由的热运动流进毛细管。
 
因此,当我们在做阀门密封试验的时候,介质一定要用水才能起到密封的作用,用空气即气体就不能起到密封的作用。即使我们通过塑性变形方式,将毛细管直径降到气体分子以下,也仍然不能阻止气体的流动。原因在于气体仍然可以通过金属壁扩散。所以我们在做气体试验时,一定要比液体试验更加的严格。
因此,在进行阀门设计时,密封副结合一定的硬度差来匹配,在压力的作用下,就会产生一定程度的塑性变形密封的效果。如果密封表面都是金属材料,那么表面不平整的凸出点就会最早的出现,在最初只需用较小的载荷就可以使这些不平整的凸出点产生塑性变形。当接触面增大时,表面的不平整就会变成塑性-弹性变形。这时处在凹处的两面粗糙度就会存在。需要施加能使底层材料产生严重塑性变形的载荷时,并且使得两表面接触紧密,沿着连续线和环向方向才能使这些尚存的通径密合。

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