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阀门密封的两种形式-动密封和静密封
  • 发布日期:2014-05-27      浏览次数:3098
    •   阀门是一种管路附件,它是用(yòng)来改变管路断面和介质流动方向,控制输送介质压力、流量、温度的一种装置,阀门密封性能(néng)的好坏对阀门实现这些功能(néng)起到不可(kě)替代的做用(yòng)。如何解决的密封问题不可(kě)忽视,因為(wèi)阀门的跑、冒、滴、漏现象,绝大部分(fēn)发生在这里。下面我们将全面的讨论阀门的两种密封形式——动密封、静密封。
        
        一、动密封
        
        阀门的动密封,主要是指阀杆密封。不让阀内介质随阀杆运动而泄漏,是阀门动密封的中心问题。
        
        1)填料函形式
        
        目前,阀门动密封,以填料函為(wèi)主。填料函的基本形式是:
        
        (1)压盖式
        
        这是用(yòng)得zui多(duō)的形式。
        
        同一形式又(yòu)能(néng)许多(duō)细节區(qū)别。例如,从压紧螺栓来说,可(kě)分(fēn)T形螺栓(用(yòng)于压力≤16公斤/平方厘米的低压阀门)、双头螺栓和活节螺栓等。从压盖来说,可(kě)分(fēn)整體(tǐ)式和组合式。
        
        (2)压紧螺母式
        
        这种形式,外形尺寸小(xiǎo),但压紧力受限制,只使用(yòng)于小(xiǎo)阀门。
        
        2)填料
        
        填料函内,以填料与阀杆直接接触并充满填料函,阻止介质外漏。对填料有(yǒu)以下要求:
        
        (1)密封性好;
        
        (2)耐腐蚀;
        
        (3)磨擦系数小(xiǎo);
        
        (4)适应介质温度和压力。
        
        常用(yòng)填料有(yǒu):
        
        (1)石棉盘根:石棉盘根,耐温和耐腐蚀性能(néng)都很(hěn)好,但单独使用(yòng)时,密封效果不佳,所以总是浸渍或附加其他(tā)材料。油浸石棉盘根:它的基本结构形式有(yǒu)两种,一种是扭制,另一种是编结。又(yòu)可(kě)分(fēn)圆形和方形。
        
        (2)聚四氟乙烯编织盘根:将聚四氟乙烯细带编织為(wèi)盘根,有(yǒu)*的耐腐蚀性能(néng),又(yòu)可(kě)用(yòng)于深冷介质。
        
        (3)橡胶O形圈:在低压状态下,密封效果良好。使用(yòng)温度受限制,如天然橡胶只能(néng)用(yòng)于60℃。
        
        (4)塑料成型填料:一般做成三件式,也可(kě)做成其他(tā)形状。所用(yòng)塑料以聚四氟乙烯為(wèi)多(duō),也有(yǒu)采用(yòng)尼龙66和尼龙1010的。
        
        此外,使用(yòng)单位根据自己的需要,常常探索各种有(yǒu)效的填料形式。例如,在250℃蒸气阀门中,用(yòng)石棉盘根和铅圈交替迭合,漏汽情况就会减轻;有(yǒu)的阀门,介质经常变换,如以石棉盘根和聚四氟乙烯生料带共同使用(yòng),密封效果便好些。為(wèi)减轻对阀杆的磨擦,有(yǒu)的场合,可(kě)以加二硫化钼(M0S2)或其他(tā)润滑剂。
        
        目前,对新(xīn)颖填料,正进行着探索。例如用(yòng)聚丙烯腈纤维经聚四氟乙烯乳液浸渍,又(yòu)经预氧化后,在模具中烧结压制,可(kě)以得到密封性能(néng)优异的成型填料;又(yòu)如用(yòng)不锈钢薄片与石棉制成波形填料,可(kě)耐高温、高压与腐蚀。
        
        3)波纹管密封
        
        随着化學(xué)工业和原子能(néng)工业的迅速发展,易燃、易爆、剧毒和带放射性的物(wù)质增多(duō),对阀门密封有(yǒu)了更严格的要求,有(yǒu)的场合已无法使用(yòng)填料密封,因此产生了新(xīn)的密封形式-波纹管密封。这种密封不需填料,所以也叫无填料密封。波纹管的两端,与别的零件焊死的。当阀杆升降时,波纹管伸缩,只要波纹管本身不漏,介质便无法泄出。為(wèi)保险起见,往往采用(yòng)波纹管与填料的双重密封。
        
        二、静密封
        
        静密封通常是指两个静止面之间的密封。密封办法主要是使用(yòng)垫圈。
        
        1)垫圈材料
        
        (1)非金属材料:如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等。
        
        纸、麻、牛皮之类,有(yǒu)毛细孔,易渗透,使用(yòng)时须浸渍油、蜡或其他(tā)防渗透材料。一般阀门很(hěn)少采用(yòng)。石棉制品,又(yòu)有(yǒu)石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。其中石棉橡胶板结构致密,耐压性能(néng)好,耐温性能(néng)也很(hěn)好,在阀门本身和阀门与管子的法兰连接中,使用(yòng)极為(wèi)广泛。
        
        塑料制品,有(yǒu)很(hěn)好的耐腐蚀性能(néng),使用(yòng)也较普遍。品种有(yǒu)聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。橡胶制品,质地柔软,各种橡胶分(fēn)别有(yǒu)一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水的能(néng)力。品种有(yǒu)天然橡胶、丁ben橡胶、dingqin橡胶、lu丁橡胶、yi丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。
        
        (2)金属材料:一般地说,金属材料强度高,耐温性能(néng)强。但铅并不这样,仅取它耐稀硫酸的特性。常用(yòng)品种有(yǒu)黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。
        
        (3)复合材料:例如金属包皮(内部石棉)垫圈、组合波形垫圈、缠绕垫圈等。
        
        2)常用(yòng)垫圈性能(néng)
        
        使用(yòng)阀门时,往往根据具體(tǐ)情况,更换原带垫圈。常有(yǒu)垫圈有(yǒu):橡胶平垫圈、橡胶O形圈、塑料平垫圈、聚四氟乙烯包垫圈、石棉橡胶垫圈、金属平垫圈、金属异形垫圈、金属包皮垫圈、波形垫圈、缠绕垫圈等。
        
        (1)橡胶平垫圈:变形容易,压紧时不费力,但耐压、耐温能(néng)力都较差,只用(yòng)于压力低、温度不高的地方。天然橡胶有(yǒu)一定耐酸碱性能(néng),使用(yòng)温度不宜超过60℃;氯丁din橡胶也能(néng)耐某些酸碱,使用(yòng)温度80℃;丁qin橡胶耐油,可(kě)用(yòng)至80℃;氟橡胶耐腐蚀性能(néng)很(hěn)好,耐温性能(néng)也比一般橡胶强,可(kě)在150℃介质中使用(yòng)。
        
        (2)橡胶O形垫圈:断面形状是正圆,有(yǒu)一定的自紧作用(yòng),密封效果比平垫圈好,压紧力更小(xiǎo)。
        
        (3)塑料平垫圈:塑料的zui大特点是耐腐蚀性好,大部分(fēn)塑料耐温性能(néng)不好。聚四氟乙烯為(wèi)塑料,不但耐腐蚀性能(néng)优异,而且耐温范围比较宽阔,可(kě)在-180℃~200℃之内長(cháng)期使用(yòng)。
        
        (4)聚四氟乙烯包垫圈:為(wèi)了充分(fēn)发挥聚四氟乙烯的优点,同时弥补它弹性较差的缺点,做成聚四氟乙烯包裹橡胶或石棉橡胶的垫圈。这样,既同聚四氟乙烯平垫圈一样耐腐蚀,又(yòu)有(yǒu)良好的弹性,增强密封效果,减小(xiǎo)压紧力。
        
        (5)石棉橡胶垫圈:由石棉橡胶板剪成。它的组分(fēn)是60~80%的石棉和10~20%的橡胶,以及填充剂、硫化剂等。它有(yǒu)很(hěn)好的耐热性、耐冷性、化學(xué)稳定性,而且货源丰富,价格便宜。使用(yòng)时,压紧力不必很(hěn)大。由于它能(néng)粘附金属,所以表面涂一层石墨粉,以免拆卸时费劲。
        
        石棉橡胶板有(yǒu)四种颜色:灰色,用(yòng)于低压(牌号XB-200,耐压≤16公斤/平方厘米,耐温200℃);红色,用(yòng)于中压(牌号XB-350,耐压可(kě)达40公斤/平方厘米,耐温350℃);紫红色,用(yòng)于高压(牌号XB-450,耐压100公斤/平方厘米耐温450℃);绿色,用(yòng)于油类,耐压性能(néng)也很(hěn)好。
        
        (6)金属平热圈:铅,耐温100℃;铝430℃;铜315℃;低碳钢550℃;银650℃;镍810℃;蒙乃尔(镍铜)合金810℃,不锈钢870℃。其中铅耐压能(néng)力较差,铝可(kě)耐64公斤/平方厘米,其他(tā)材料可(kě)耐高压。
        
        (7)金属*垫圈:
        
        透镜垫圈:有(yǒu)自紧作用(yòng),使用(yòng)于高压阀门。椭圆形垫圈:也属于高压自紧垫圈。锥面双垫圈:用(yòng)于高压内自紧密封。此外,还有(yǒu)方形、菱形、三角形、齿形、燕尾形、B形、C形等,一般只在高中压阀门中使用(yòng)。
        
        (8)金属包皮垫圈:金属既有(yǒu)良好的耐温耐压性能(néng),又(yòu)有(yǒu)良好的弹性。包皮材料有(yǒu)铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等。里面填充材料有(yǒu)石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维等。
        
        (9)波形垫圈:具有(yǒu)压紧力小(xiǎo),密封效果好的特点。常采用(yòng)金属与非金属组合的形式。
        
        (10)缠绕垫圈:是把很(hěn)薄的金属带和非金属带紧贴在一起,缠绕成多(duō)层的圆形,断面呈波浪状,有(yǒu)很(hěn)好的弹性和密封性。金属带可(kě)用(yòng)08钢、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、铜、铝、钛、蒙乃尔合金等制作。非金属带材料有(yǒu)石棉、聚四氟乙烯等。
        
        以上,讲述密封垫圈性能(néng)时,列举了一些数字。必须说明,这些数字跟法兰形式、介质情况和安装修理(lǐ)技术等有(yǒu)密切的关系,有(yǒu)时可(kě)以超过,有(yǒu)时达不到,而且耐压和耐温性能(néng),也是互相转化的,例如温度高了,耐压能(néng)力往往降低,这些细微的问题,只能(néng)在实践中體(tǐ)会。
        
        3)新(xīn)材料和新(xīn)技术
        
        以上介绍的密封垫圈还很(hěn)不全面,况且密封技术正处于迅猛发展中。下面举例介绍几项新(xīn)材料和新(xīn)技术。
        
        (1)液體(tǐ)密封:随着高分(fēn)子有(yǒu)机合成工业的迅猛发展,近年出现了液态密封胶,使用(yòng)于静密封;这项新(xīn)技术,通常叫做液體(tǐ)密封。液體(tǐ)密封的原理(lǐ),是利用(yòng)液态密封胶的粘附性、流动性和单分(fēn)子膜效应(越薄的膜自然回复倾向越大),在适当压力下,使它象垫圈一样地起作用(yòng)。所以对使用(yòng)着的密封胶,也叫做液體(tǐ)垫圈。
        
        (2)聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分(fēn)子有(yǒu)机化合物(wù),它在烧结成制品之前,叫做生料,质地柔软,也有(yǒu)单分(fēn)子膜效应。用(yòng)生料做成的带叫生料带,可(kě)以卷成盘長(cháng)期保存。使用(yòng)时能(néng)自由成形,任意接头,只要一有(yǒu)压力,便形成一个均匀地起着密封作用(yòng)的环形膜。作為(wèi)阀门中阀體(tǐ)与阀盖间的垫圈,可(kě)在不取出阀瓣或闸板的情况下,撬开一缝隙,塞进生料带去就行了。压紧力小(xiǎo),不粘手,也不粘法兰面,更换十分(fēn)方便。对于榫槽法兰zui适宜。聚四氟乙烯生料,还可(kě)做成管形和棒状,作密封用(yòng)。
        
        (3)金属空心O形圈:弹性好,压紧力小(xiǎo),有(yǒu)自紧作用(yòng),可(kě)选用(yòng)多(duō)种金属材料,从而在低温、高温和强腐蚀性介质中都能(néng)适应。
        
        (4)石墨板密封圈:在人们印象中,石墨是脆性物(wù)质,缺乏弹性和韧性,但经过特殊处理(lǐ)的石墨,却是质地柔软,弹性良好。这样,石墨的耐热性能(néng)和化學(xué)稳定性,便可(kě)以在垫圈材料中得以显示;而且这种垫圈压紧力小(xiǎo),密封效果异常*。这种石墨还能(néng)做成带,跟金属带配合,组成性能(néng)优异的缠绕垫圈。石墨板密封圈和石墨----金属缠绕垫圈的出现,是高温抗腐蚀密封的重大突破。这类垫圈,國(guó)外已经大量生产和使用(yòng)。
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