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閥門的密封性能
2015-02-02 丨 點(diǎn)擊次數(shù):6739

閥門的密封性能
    閥門的密封性能是考核閥門質(zhì)量優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。閥門的密封性能主要包括兩個(gè)方面,即內(nèi)漏和外漏。內(nèi)漏是指閥座與關(guān)閉件之間對介質(zhì)達(dá)到的密封程度,考核內(nèi)漏的標(biāo)準(zhǔn)我國有兩個(gè)。一個(gè)是國家技術(shù)監(jiān)督局1992年12月發(fā)布,1993年6月1日開始實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13927-1992《通用閥門 壓力試驗(yàn)》。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是參照采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5208-1982《工業(yè)用閥門 閥門的壓力試驗(yàn)》制訂的;另一個(gè)是原機(jī)械工業(yè)部發(fā)布的JB/T9092-1999《閥門的試驗(yàn)與檢驗(yàn)》,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是參照API598-1986《閥門的檢查和試驗(yàn)》制訂的。GB/T13927-1992適用于一般工業(yè)用閥門的檢驗(yàn);JB/T9092-1999適用于石油工業(yè)用閥門的檢驗(yàn)。外漏是指閥桿填料部位的泄漏、中法蘭墊片部位的泄漏及閥體因鑄件缺陷造成的滲漏,外漏是根本不允許的。如果介質(zhì)不允許排入大氣,則外漏的密封比內(nèi)漏的密封更為重要。因此,閥門的密封結(jié)構(gòu)對閥門的選用影響很大。

影響閥門密封性能的因素主要有:
①封面質(zhì)量;

②密封面寬度;

③閥前和閥后的壓力差;

④密封面材料及其處理狀態(tài);

⑤介質(zhì)性質(zhì);

⑥表面親水性;

⑦密封油膜的存在;

⑧關(guān)閉件的剛性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

    ⑴ 密封面質(zhì)量對閥門密封性能的影響 閥門的密封面是指閥座與關(guān)閉件互相接觸而進(jìn)行關(guān)閉的部分。當(dāng)密封面上的比壓在40MPa以下時(shí),密封面的質(zhì)量對閥門密封性能起決定性作用。這是因?yàn)椋寒?dāng)密封面上的比壓小、表面粗糙度低時(shí),泄漏量迅速增加。當(dāng)密封面上的比壓大時(shí),表面粗糙度對泄漏量影響顯著減小。

    ⑵ 密封面寬度對閥門密封性能的影響 密封面的寬度決定毛細(xì)孔的長度。當(dāng)寬度加大時(shí),流體沿毛細(xì)孔的運(yùn)動行程加長,運(yùn)動阻力增加。加大密封面寬度可以減小高壓閥中的侵蝕磨損。密封面寬度加大后,會引起泄漏行程長度成正比地加大,因而能夠按比例地減少泄漏量。但密封面寬度增加,在同樣的密封力下,密封比壓減小,又會使泄漏的可能性增加。因此,不能無限的增加密封面寬度。

    ⑶ 閥前和閥后的壓力差對閥門密封性能的影響 從理論上分析,閥前、閥后壓力差和泄漏量既成正比關(guān)系。但試驗(yàn)證明:在其他條件相同的情況下,泄漏量的增長是超過壓力差的增長的。泄漏量與壓力差之間的關(guān)系可以近似的以下式表示: G=M(N△P2+S△P) 式中:M,N,S——常數(shù)系數(shù),這些系數(shù)取決于材料、密封表面的加工質(zhì)量、密封面上的比壓和其他條件; △P——壓差。

    ⑷ 密封面材料及其處理狀態(tài)對閥門密封性能的影響 密封面材料及其處理狀態(tài)對閥門泄漏量有很大影響。由于密封面間的剩余間隙的大小取決于密封表面微觀不平度,所以,如果使用鋼制材料的密封圈,造成相同的密封程度,就必須有較大的比壓,其值必然超過用黃銅制的密封圈的比壓值。 與密封有關(guān)的表面處理狀態(tài),諸如波峰的變形、尺寸和密封間隙的改變以及其他現(xiàn)象都發(fā)生在金屬表層上,很明顯,表層的性能與基體材料性能有明顯區(qū)別。由加工引起的變化可以影響表層厚度50μm。研磨時(shí),基體金屬不露出。工作表層組織不同于金屬基體組織。 材料性能與幾何形狀及微觀幾何形狀相比影響不大。金屬性能的差異,通常小于其他因素的影響。密封面在低壓條件下工作時(shí),這種情況更為突出。當(dāng)比壓高于40MPa時(shí),表面粗糙度對密封性能的影響就減小,而材料的影響便增加。

    ⑸ 介質(zhì)性質(zhì)對閥門密封性能的影響 液體介質(zhì)對泄漏量的影響基本上由黏度確定在同一個(gè)密封閥中,各種條件相同的情況下,黏度大的介質(zhì)比黏度小的介質(zhì)滲漏要小得多。氣體介質(zhì)和液體介質(zhì)相比差別更為明顯(飽和蒸汽除外,飽和蒸汽容易保證密封面)。 

    ⑹ 表面親水性對閥門密封性能的影響 表面親水性影響泄漏量是因?yàn)槊?xì)孔特性的作用。當(dāng)密封表面上只要有一層很薄的油膜,就需加大通過間隙的水的壓力。由于金屬表面具有良好的親水性,煤油能很容易的滲透鑄件和密封連接的間隙。所以,在一些最關(guān)鍵性的場合,是采用煤油進(jìn)行密封性液壓試驗(yàn)的。采用腔體內(nèi)灌煤油的方法進(jìn)行密封性試驗(yàn),大約相當(dāng)于0.3~0.4MPa壓力下的水壓密封性試驗(yàn)。 

    ⑺ 密封油膜的存在對閥門密封性能的影響 密封表面間存在密封油膜對其密封性有顯著影響。當(dāng)表面上有密封油膜時(shí),破壞了接觸表面間的親水性,這樣就需要較大的壓力差,才能使介質(zhì)通過毛細(xì)孔。另外,表面上有稠密封油膜能堵塞介質(zhì)的通道行程,提高連接的密封性。在采用油膜密封時(shí)應(yīng)注意:當(dāng)工作過程中油膜減少時(shí),應(yīng)能恢復(fù)油膜的厚度。閥門中采用的油脂不允許溶于介質(zhì)之中,也不應(yīng)該蒸發(fā)、硬化或有其他的化學(xué)變化。

    ⑻ 關(guān)閉件的剛性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對閥門密封性能的影響 關(guān)閉件的剛性和結(jié)構(gòu)的影響是由于零件的彈性作用。由于閉路閥的關(guān)閉件不是絕對剛性,而是具有一定彈性的,在與介質(zhì)有關(guān)的壓力作用下,尺寸是變化的,這也引起密封面力的相互作用的變化。為補(bǔ)償這些變化對關(guān)閉件密封性能的影響,最好是使密封面具有較小的剛性,即彈性變形盡可能大些。

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