閥門密封技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

張春岐

哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

閥門是一種應(yīng)用十分廣泛的機械零件，在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的作用越來越顯著，無論是高端的科技領(lǐng)域還是日常的普通生活都離不開它。正是因為閥門應(yīng)用的廣泛性，使得閥門的種類非常多，結(jié)構(gòu)也不盡相同，這樣也給閥門的維護保養(yǎng)帶來一定的問題。閥門的種類雖然繁多，但是基本的作用卻是一致的，那就是連通或者截斷介質(zhì)流。因此，閥門的密封問題就顯得十分突出。要保證閥門能夠良好的截斷介質(zhì)流，不發(fā)生泄漏，就要保證閥門的密封完好。而造成閥門泄漏的原因很多，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不合理、密封接觸面有缺陷、閥體與閥蓋間的配合不緊密等等，所有這些問題都可能導(dǎo)致閥門密封不好，從而產(chǎn)生泄漏問題。所以，閥門密封技術(shù)是關(guān)系到閥門性能和質(zhì)量的一項重要技術(shù)，需要進行系統(tǒng)深入的研究。

1 關(guān)于閥門密封技術(shù)的研究

在閥門密封技術(shù)的長遠發(fā)展中，閥門密封技術(shù)逐漸分為兩類，在靜止的截面之間進行的靜密封以及不讓閥內(nèi)的介質(zhì)隨閥桿運動而泄漏的動密封。

1.1 靜密封

顧名思義，進行密封的兩個截面之間是靜止的，其密封效果主要是通過各種各樣的墊圈來達到的。墊圈材料豐富多樣。其一非金屬材料，牛皮之類可能會滲透，一般使用還要涂上防滲透材料，正常采用較少；石棉和塑膠的使用相對來說比較普遍，市面上的有耐溫耐壓較好的石棉橡膠板，塑膠的耐腐蝕性比較強。其二強度高、耐溫強的金屬材料。其三復(fù)合材料，其種類很多，有層合板、復(fù)合板等幾種，根據(jù)實際情況選用，使用較多的是波形及纏繞墊圈等[1]。

1.2 動密封

動密封，是相對于靜密封來說的，閥內(nèi)的介質(zhì)在閥桿相對運動過程時進行的密封行動。其密封效果主要是通過使用填料函。填料函有許多形式，其中基本形式有壓蓋式和壓螺母式兩種。第一種，最常見的是壓蓋式，再往下從壓緊螺栓可細分為雙頭螺栓及活節(jié)螺栓等，從壓蓋可細分為整體式以及組合式。第二種，外形小巧的壓緊螺母式，其也是用于較小的閥門，壓緊力受到限制。為了阻止介質(zhì)外漏，填料必須要達到一定要求。例如不易腐蝕、密封性好、適應(yīng)溫度和壓力變化、摩擦小等。不同種類的填料具有各自的性質(zhì)特點、適用范圍，市面上的填料有石棉盤根、塑料成型填料等[2]。

2 概述

作為廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、環(huán)保等行業(yè)的機械零件，近年來閥門逐漸向大型化、自動化、高性能化、高參數(shù)化發(fā)展。隨著閥門的使用工況越來越復(fù)雜，其密封性能作為重要技術(shù)性能指標，也受到廣泛關(guān)注。閥門的種類多結(jié)構(gòu)多樣，為達到截斷介質(zhì)流動，不發(fā)生泄漏的目的，閥門需要在各種復(fù)雜工況下都能保證長時間、高質(zhì)量的密封。閥門密封失效的原因有很多，如閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理、閥門密封面存在缺陷、緊固件發(fā)生松動、密封填料在高溫情況下失效等等。這些問題都可能導(dǎo)致閥門出現(xiàn)密封效果問題，從而引起介質(zhì)的泄漏，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，閥門對密封性能的要求也越來越高，不僅要求閥門具有高耐磨性、較強的抗腐蝕性能，還要求閥門在高溫、高壓及低溫等復(fù)雜工況下仍可長時間的保證高密封性[3]。

3 閥門密封技術(shù)的展望

隨著科技的不斷發(fā)展，對閥門的要求也越來越高，因此閥門密封技術(shù)也在不斷發(fā)展，新的密封材料和技術(shù)也在不斷出現(xiàn)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①生料密封。何謂生料？就是高分子有機化合物在燒制成品之前的材料。生料具有質(zhì)地柔軟的特性，可以產(chǎn)生單分子膜效應(yīng)。生料在使用時可以自由成形，并且只要一有壓力，就會形成一個均勻的環(huán)形膜，這個環(huán)形膜起到了密封作用。生料使用起來十分方便，可以做成一定的形狀，更換容易和密封效果良好[4]。②液體密封。液體密封是指利用液態(tài)密封膠來實現(xiàn)閥門密封的一種密封技術(shù)，它一般用于靜密封。在液體密封中，主要利用了液態(tài)密封膠的單分子膜效應(yīng)，使其在適當壓力下像墊圈一樣地起作用。③波紋管密封。波紋管密封是指利用波紋管實現(xiàn)閥門密封的一種密封技術(shù)，它一般用于動密封。在波紋管密封中，波紋管的兩端通常與別的零件固定在一起，因此當閥桿運動時，波紋管會產(chǎn)生伸縮，只要波紋管自身保持完好，介質(zhì)就不會發(fā)生泄漏，從而就可以實現(xiàn)閥門的密封。這種閥門密封技術(shù)主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上面，針對無法使用填料密封的場合[5]。

4 結(jié)語

隨著我國工業(yè)水平的進一步發(fā)展，閥門的使用工況復(fù)雜程度越來越高，這促使了閥門密封技術(shù)的快速發(fā)展，更多的密封材料、密封結(jié)構(gòu)會得到廣泛的運用。綜合當前閥門使用工況對其密封面提出的要求，分析了閥門密封技術(shù)的研究現(xiàn)狀，可以作為閥門密封設(shè)計和修復(fù)過程的借鑒。