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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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