基于幾種常見閥門的密封問題研究

康福新

摘? 要：在我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，閥門的用途和種類越來越多。如果選型不合理，可能會導(dǎo)致直接泄漏等問題，不僅影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還會影響周邊環(huán)境。嚴(yán)重時會導(dǎo)致爆炸等問題。因此，在此背景下，為了進(jìn)一步保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，對高壓截止閥、止回閥和低壓閘閥的密封問題進(jìn)行了分析，希望能為相關(guān)企業(yè)提供參考價值。

關(guān)鍵詞：幾種常見閥門;密封問題;研究

中圖分類號：TQ055.81 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）26-0140-02

Abstract： In the context of continuous economic development in our country， there are more and more uses and types of valve. If the type selection is not reasonable， it may lead to direct leakage and other problems， which will not only affect the smooth production， but may also affect the environment. In serious cases， it will lead to explosion and other problems. Therefore， in this context， in order to further ensure the stability of the production process， the sealing problems of high-pressure stop valve， check valve and low-pressure gate valve are analyzed， so as to provide reference value for relevant enterprises.

Keywords： several common valves; sealing problems; research

在對高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥等設(shè)備進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)的過程中，由于一些客觀因素的影響，會對生產(chǎn)質(zhì)量造成一定的影響。閥門作為生產(chǎn)過程中主要內(nèi)容之一，要想提高高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的生產(chǎn)質(zhì)量，就要對其中的密封問題進(jìn)行全面分析，加強(qiáng)對流量的控制，不斷地提高生產(chǎn)質(zhì)量和高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的性能，進(jìn)而為我國工業(yè)在社會中的穩(wěn)定發(fā)展提供一定的保障。

1 閥門密封失效的常見原因

1.1 介質(zhì)問題

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，介質(zhì)在通過截止閥的時候，由于一些客觀因素的影響流動阻力會增加，這個時候其壓力會降低。如果工作人員在這個過程中，不能有效地解決這個問題，當(dāng)?shù)椭两橘|(zhì)飽和蒸汽壓以后，就會發(fā)生汽蝕的現(xiàn)象，受壓擠氣泡等因素的影響，會導(dǎo)致閥座出現(xiàn)缺陷，密封性能失效。因此，在這樣的背景下，要想有效地防止其它因素對高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生影響，一般采取應(yīng)用氣相沉積等技術(shù)，不但優(yōu)化高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣可以有效地減小流阻損失，加強(qiáng)對閥門密封的長久保護(hù)，從而不斷地提高生產(chǎn)的質(zhì)量[1]。

1.2 含有懸浮狀和固體雜質(zhì)的材料

在生產(chǎn)閥門過程中，如果不對物料以及材料的質(zhì)量進(jìn)行合理地控制，也會導(dǎo)致密封失效，從而引起介質(zhì)泄漏等問題的出現(xiàn)。在這個過程中，技術(shù)人員可以根據(jù)操作溫度和壓力等，不斷地優(yōu)化介質(zhì)，選擇合適的閥門，這可以在一定程度上有效地減少相關(guān)問題的發(fā)生。

在這個過程中，工作人員還要對其進(jìn)行定期檢修，針對具體的問題，采取有效地措施，不斷提高材料的質(zhì)量，一定要保證所選閥門零部件滿足相關(guān)的生產(chǎn)要求，這樣才能加強(qiáng)高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥等閥門在具體工作過程中的合理應(yīng)用，避免質(zhì)量問題的出現(xiàn)，為閥門的安全使用提供保障。

1.3 壓力的因素

在具體的生產(chǎn)過程中，工廠的開停車，會造成壓力時大時小，這個時候壓力的劇烈變化就會導(dǎo)致密封面干摩[2]，如果技術(shù)人員不對這個問題進(jìn)行分析，在短時間內(nèi)就會產(chǎn)生熱量，這些熱量會致使密封材料燒焦，從而導(dǎo)致高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的密封系統(tǒng)受到嚴(yán)重的影響。

2 高壓截止閥的密封問題

在對高壓截止閥進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，為了保證其使用的安全性，技術(shù)人員會對其密封副材料進(jìn)行合理地選擇，通常為金屬材料，這樣的材料可以使截止閥關(guān)閉時密封嚴(yán)密，在這個過程中，技術(shù)人員還要采取措施不斷地提高密封面的加工精度，加強(qiáng)對軸向密封力的控制，這樣才能不斷提高高壓截止閥的生產(chǎn)質(zhì)量。但是，在對軸向密封力進(jìn)行控制的過程中，工作人員一定要清楚不是軸向密封越大越好。

根據(jù)研究，部分人員認(rèn)為高壓截止閥應(yīng)該是塑性法密封，主要就是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，利用軟材料的塑變等不斷地提高其生產(chǎn)質(zhì)量，提高密封效果。此外，由于密封面粗糙度也會對軸向力造成一定的影響，所以在生產(chǎn)高壓截止閥的時候，為了減少其它因素對生產(chǎn)質(zhì)量的影響，技術(shù)人員一定要根據(jù)密封表面間的間隙[3]，加強(qiáng)對介質(zhì)分子直徑的控制，這樣才能保證其它質(zhì)量問題的出現(xiàn)，防止安全事故的發(fā)生。

3 止回閥的密封問題

在具體的工作過程中，止回閥一般在高溫及溫度波動工況下使用，所以它在實(shí)際的工作過程中，容易導(dǎo)致密封失效問題的發(fā)生。為了加強(qiáng)對它的使用，技術(shù)人員對法蘭密封失效等問題進(jìn)行了分析和研究。主要就是利用有限元模擬對不同內(nèi)壓操作工況下的密封性能進(jìn)行了分析。

根據(jù)對研究結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，隨著介質(zhì)壓力的上升，其環(huán)上應(yīng)力等也會逐漸增加，這個時候如果不對其進(jìn)行控制，就會導(dǎo)致其密封性能下降，對止回閥的安全使用造成嚴(yán)重的影響。同時，為了避免這種因素對止回閥的影響，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員還采用了瞬態(tài)溫度場對溫度波動工況等進(jìn)行了全面的研究和分析，進(jìn)一步提高了止回閥生產(chǎn)質(zhì)量[4]。

4 低壓閘閥的密封問題

在低壓閘閥的生產(chǎn)過程中，其產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)由于其價格和技術(shù)等方面都有一定的優(yōu)勢，所以在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了一定的應(yīng)用。但是，在對低壓閘閥進(jìn)行設(shè)計的時候，由于其有兩個密封面，所以在這個過程中容易出現(xiàn)密封問題。因此，技術(shù)人員要想防止這些因素對低壓閘閥質(zhì)量的影響，就要加強(qiáng)對它生產(chǎn)過程的研究。

低壓閘閥最常用的是模式閘板閥，在對其進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，其介質(zhì)溫度不高于25攝氏度，這樣不僅能改善其工藝性，還能彌補(bǔ)密封面角度中的不足，保證生產(chǎn)參數(shù)的準(zhǔn)確性。由于在低壓閘閥具體生產(chǎn)過程中，由于一些客觀因素的影響會在加工過程中產(chǎn)生偏差，其密封面只能依靠介質(zhì)壓力來密封，所以在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況依靠介質(zhì)壓力將閘板的密封面壓，防止密封問題的出現(xiàn)。

在閘閥開啟的時候，如果其閘板提升高度為1：1的時候，流體通道完全暢通。在這個過程中，技術(shù)人員還要注意的是此位置是無法監(jiān)視的，所以在實(shí)際使用的時候，要想保證低壓閘閥使用的安全性，主要以閥桿的頂點(diǎn)作為標(biāo)志，要考慮溫度變化對低壓閘閥生產(chǎn)的影響，避免鎖死現(xiàn)象的發(fā)生。所以，要想有效地防止密封等問題的出現(xiàn)，閥門的全開位置可以按閘板的位置來確定，還要加強(qiáng)對溫度的控制。

尤其是低壓閘閥在液化天然氣等工程過程中的應(yīng)用，如果這個時候輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)，就會導(dǎo)致易燃易爆等問題的出現(xiàn)。同時，在對液化天然氣閥門材料選擇的時候，技術(shù)人員一定要結(jié)合實(shí)際的情況，合理地選擇低壓閘閥的材料，對其進(jìn)行全面的檢測，在檢查的過程中，如果發(fā)現(xiàn)材質(zhì)不合格，一定要進(jìn)行及時地處理和選擇，不然會造成殼體及密封面外漏等問題的發(fā)生，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致介質(zhì)泄漏引起爆炸。因此，在開發(fā)和設(shè)計低壓閘閥的過程中，技術(shù)人員要想防止密封問題的出現(xiàn)，要加強(qiáng)對材質(zhì)質(zhì)量的控制。

5 提高閥門密封性能的措施

5.1 合理地選擇的材料

閥門密封是閥門工作過程中的主要內(nèi)容之一，它主要的作用就是避免泄露等問題的發(fā)生，它與管路的介質(zhì)會直接的接觸。在對閥門使用的過程中，要想提高其質(zhì)量，技術(shù)人員加強(qiáng)對材料的控制，對管道中的不同介質(zhì)進(jìn)行分析。在將預(yù)緊力施加給填料組的時候，技術(shù)人員要對填料兩端的承壓力方向進(jìn)行控制。如果閥門在運(yùn)動的時候，沒有形成充足的磨耗，這個時候?yàn)榱朔乐姑芊鈫栴}的出現(xiàn)，技術(shù)人員可以使用填料組對其進(jìn)行合理的控制，為高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的安全使用提供基礎(chǔ)。

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，一般只有在填料軸面的三分之一的部位會產(chǎn)生N字形的預(yù)緊力，所以這個時候要想提高高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥的密封性能，設(shè)計人員要結(jié)合實(shí)際的情況，在填料密封傳統(tǒng)設(shè)計中，合理地利用徑向延伸變形等原理對軸向壓力進(jìn)行控制，這樣可以在一定程度上有效地收縮抱緊閥桿外壁，不斷地提高設(shè)計的質(zhì)量。

此外，設(shè)計人員在對高壓截止閥，低壓閘閥等進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)之后，還要對組合填料的密度進(jìn)行合理選擇，由于其會對軸向壓力的大小等產(chǎn)生一定的影響，所以技術(shù)人員要根據(jù)高壓截止閥，低壓閘閥的實(shí)際生產(chǎn)情況，對組合填料的密度進(jìn)行合理地控制。

5.2 止回閥的密封

在具體的工作過程中，由于止回閥所承受的工作壓力較大。所以在對其進(jìn)行設(shè)計的時候，要想避免密封問題的發(fā)生，就要對密封面的材料進(jìn)行合理地選擇，在設(shè)計的時候，比壓就可以設(shè)計得寬些。如果其工作壓力低，其密封力必然會小，所以要想保證足夠的密封比壓，就要加強(qiáng)對密封面的合理設(shè)計。在設(shè)計直通式止回閥的時候，一般只安裝在水平管路上，所以這個時候只能加一個壓縮彈簧，主要就是靠工作介質(zhì)的壓力保證密封。此外，結(jié)構(gòu)關(guān)系也會影響止回閥的密封，所以對其進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要合理選擇材料，從而加強(qiáng)對密封面科學(xué)設(shè)計。

5.3 進(jìn)行科學(xué)地設(shè)計

在對高壓截止閥，止回閥，低壓閘閥進(jìn)行設(shè)計的過程中，除了要合理地選擇材質(zhì)，還要對其設(shè)計形式進(jìn)行分析，主要就是閥門的填料徑向移位進(jìn)行有選擇控制，這樣才能確保每個環(huán)在填料組中都能得到有效應(yīng)用。由于在對閥門進(jìn)行設(shè)計的時候，在預(yù)緊力的作用下，每個單環(huán)都要具有一致的徑向變形量，所以設(shè)計人員一定要保證閥桿設(shè)計的合理性，這樣才能夠避免介質(zhì)向外穿透，從而不斷提高閥門的密封性能。

在對閥門進(jìn)行安裝的過程中，為了防止密封等問題的出現(xiàn)，通常會讓石墨填料組的凸面正對著介質(zhì)，這樣不僅可以對閥門在使用過程中的壓力進(jìn)行合理地控制，還能有效避免閥門密封問題的產(chǎn)生。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，如果閥門的內(nèi)壓越大，就會產(chǎn)生越大的填料變形，這個時候閥門的密封會具有更高的可靠性，從而進(jìn)一步提高了閥門的質(zhì)量。

6 結(jié)束語

由此可見，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也得到了一定的創(chuàng)新。閥門作為工業(yè)生產(chǎn)過程中主要內(nèi)容之一，要想提高其生產(chǎn)質(zhì)量，就要對幾種常見閥門的密封問題進(jìn)行全面的研究，不斷提高閥門的密封性能，從而為閥門的安全使用提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉海杰，田瑞青.閥門填料密封設(shè)計研究[J].中國重型裝備，2019（4）：16-19.

[2]彭巧云，樊武.安全殼隔離閥密封性試驗(yàn)問題研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，250（30）：82-83.

[3]陳英杰，丁禮俊，張鴻泉，等.核級不銹鋼閥門密封唇焊維修質(zhì)量控制[J].電焊機(jī)，2019，49（4）：121-126.

[4]朱紹源，徐滟，余金賢，等.超低溫閥門比壓補(bǔ)償式密封結(jié)構(gòu)的研制[J].閥門，2018（2）：29-33.