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| 解決閥門的動、靜密封問題 |
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如何解決的密封問題不可忽視，因為閥門的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，絕大部分發(fā)生在這里。下面天津閥門專家將討論閥門的動密封、靜密封的問題。
1、動密封
閥門的動密封，主要是指閥桿密封。不讓閥內(nèi)介質(zhì)隨閥桿運動而泄漏，是閥門動密封的中心課題。
1)填料函形式
目前，閥門動密封，以填料函為主。填料函的基本形式是：
(1)壓蓋式
這是用得最多的形式。
同一形式又能許多細節(jié)區(qū)別。例如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺栓(用于壓力≤16公斤/平方厘米的低壓閥門)、雙頭螺栓和活節(jié)螺栓等。從壓蓋來說，可分整體式和組合式。
(2)壓緊螺母式
這種形式，外形尺寸小，但壓緊力受限制，只使用于小閥門。
2)填料
填料函內(nèi)，以填料與閥桿直接接觸并充滿填料函，阻止介質(zhì)外漏。對填料有以下要求：
(1)密封性好；
(2)耐腐蝕；
(3)磨擦系數(shù)小；
(4)適應(yīng)介質(zhì)溫度和壓力。
常用填料有：
(1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫和耐腐蝕性能都很好，但單獨使用時，密封效果不佳，所以總是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤根：它的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是扭制，另一種是編結(jié)。又可分圓形和方形。
(2)聚四氟乙烯編織盤根：將聚四氟乙烯細帶編織為盤根，有極好的耐腐蝕性能，又可用于深冷介質(zhì)。
(3)橡膠O形圈：在低壓狀態(tài)下，密封效果良好。使用溫度受限制，如天然橡膠只能用于60℃。
(4)塑料成型填料：一般做成三件式，也可做成其他形狀。所用塑料以聚四氟乙烯為多，也有采用尼龍66和尼龍1010的。
此外，使用單位根據(jù)自己的需要，常常探索各種有效的填料形式。例如，在250℃蒸氣閥門中，用石棉盤根和鉛圈交替迭合，漏汽情況就會減輕；有的閥門，介質(zhì)經(jīng)常變換，如以石棉盤根和聚四氟乙烯生料帶共同使用，密封效果便好些。為減輕對閥桿的磨擦，有的場合，可以加二硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。
目前，對新穎填料，正進行著探索。例如用聚丙烯腈纖維經(jīng)聚四氟乙烯乳液浸漬，又經(jīng)預(yù)氧化后，在模具中燒結(jié)壓制，可以得到密封性能優(yōu)異的成型填料；又如用不銹鋼薄片與石棉制成波形填料，可耐高溫、高壓與腐蝕。
3)波紋管密封
隨著化學(xué)工業(yè)和原子能工業(yè)的迅速發(fā)展，易燃、易爆、劇毒和帶放射性的物質(zhì)增多，對閥門密封有了更嚴(yán)格的要求，有的場合已無法使用填料密封，因此產(chǎn)生了新的密封形式－波紋管密封。這種密封不需填料，所以也叫無填料密封。
波紋管的兩端，與別的零件焊死的。當(dāng)閥桿升降時，波紋管伸縮，只要波紋管本身不漏，介質(zhì)便無法泄出。為保險起見，往往采用波紋管與填料的雙重密封。
2、靜密封
靜密封通常是指兩個靜止面之間的密封。密封辦法主要是使用墊圈。
1)墊圈材料
(1)非金屬材料：如紙、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡膠等。
紙、麻、牛皮之類，有毛細孔，易滲透，使用時須浸漬油、蠟或其他防滲透材料。一般閥門很少采用。
石棉制品，又有石棉帶、繩、板和石棉橡膠板等。其中石棉橡膠板結(jié)構(gòu)致密，耐壓性能好，耐溫性能也很好，在閥門本身和閥門與管子的法蘭連接中，使用極為廣泛。
塑料制品，有很好的耐腐蝕性能，使用也較普遍。品種有聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龍66、尼龍1010等。
橡膠制品，質(zhì)地柔軟，各種橡膠分別有一定耐酸、耐堿、耐油、耐海水的能力。品種有天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠等。
(2)金屬材料：一般地說，金屬材料強度高，耐溫性能強。但鉛并不這樣，僅取它耐稀硫酸的特性。常用品種有黃銅、紫銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金、銀、鎳等。
(3)復(fù)合材料：例如金屬包皮(內(nèi)部石棉)墊圈、組合波形墊圈、纏繞墊圈等。
2)常用墊圈性能
使用閥門時，往往根據(jù)具體情況，更換原帶墊圈。常有墊圈有：橡膠平墊圈、橡膠O形圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石棉橡膠墊圈、金屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈、纏繞墊圈等。
(1)橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時不費力，但耐壓、耐溫能力都較差，只用于壓力低、溫度不高的地方。天然橡膠有一定耐酸堿性能，使用溫度不宜超過60℃；氯丁橡膠也能耐某些酸堿，使用溫度80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟橡膠耐腐蝕性能很好，耐溫性能也比一般橡膠強，可在150℃介質(zhì)中使用。
(2)橡膠O形墊圈：斷面形狀是正圓，有一定的自緊作用，密封效果比平墊圈好，壓緊力更小。
(3)塑料平墊圈：塑料的最大特點是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好。聚四氟乙烯為塑料之冠，不但耐腐蝕性能優(yōu)異，而且耐溫范圍比較寬闊，可在-180℃～+200℃之內(nèi)長期使用。
(4)聚四氟乙烯包墊圈：為了充分發(fā)揮聚四氟乙烯的優(yōu)點，同時彌補它彈性較差的缺點，做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊圈。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐腐蝕，又有良好的彈性，增強密封效果，減小壓緊力。其斷面形狀如圖4-20所示。
(5)石棉橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它的組分是60～80%的石棉和10～20%的橡膠，以及填充劑、硫化劑等。它有很好的耐熱性、耐冷性、化學(xué)穩(wěn)定性，而且貨源豐富，價格便宜。使用時，壓緊力不必很大。由于它能粘附金屬，所以最好表面涂一層石墨粉，以免拆卸時費勁。
石棉橡膠板有四種顏色：灰色，用于低壓(牌號XB-200，耐壓≤16公斤/平方厘米，耐溫200℃)；紅色，用于中壓(牌號XB-350，耐壓可達40公斤/平方厘米，耐溫350℃)；紫紅色，用于高壓(牌號XB-450，耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃)；綠色，用于油類，耐壓性能也很好。
(6)金屬平熱圈：鉛，耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合金810℃，不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差，鋁可耐64公斤/平方厘米，其他材料可耐高壓。
(7)金屬異性墊圈：
透鏡墊圈：有自緊作用，使用于高壓閥門。
橢圓形墊圈：也屬于高壓自緊墊圈。
錐面雙墊圈：用于高壓內(nèi)自緊密封。
此外，還有方形、菱形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等，一般只在高中壓閥門中使用。
(8)金屬包皮墊圈：金屬既有良好的耐溫耐壓性能，又有良好的彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
(9)波形墊圈：具有壓緊力小，密封效果好的特點。常采用金屬與非金屬組合的形式。
(10)纏繞墊圈：是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起，纏繞成多層的圓形，斷面呈波浪狀，有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。
以上，講述密封墊圈性能時，列舉了一些數(shù)字。必須說明，這些數(shù)字跟法蘭形式、介質(zhì)情況和安裝修理技術(shù)等有密切的關(guān)系，有時可以超過，有時達不到，而且耐壓和耐溫性能，也是互相轉(zhuǎn)化的，例如溫度高了，耐壓能力往往降低，這些細微的問題，只能在實踐中體會。
3)新材料和新技術(shù)
以上介紹的密封墊圈還很不全面，況且密封技術(shù)正處于迅猛發(fā)展中。下面舉例介紹幾項新材料和新技術(shù)。
(1)液體密封：隨著高分子有機合成工業(yè)的迅猛發(fā)展，近年出現(xiàn)了液態(tài)密封膠，使用于靜密封；這項新技術(shù)，通常叫做液體密封。液體密封的原理，是利用液態(tài)密封膠的粘附性、流動性和單分子膜效應(yīng)(越薄的膜自然回復(fù)傾向越大)，在適當(dāng)壓力下，使它象墊圈一樣地起作用。所以對使用著的密封膠，也叫做液體墊圈。
(2)聚四氟乙烯生料密封：聚四氟乙烯也是高分子有機化合物，它在燒結(jié)成制品之前，叫做生料，質(zhì)地柔軟，也有單分子膜效應(yīng)。用生料做成的帶叫生料帶，可以卷成盤長期保存。使用時能自由成形，任意接頭，只要一有壓力，便形成一個均勻地起著密封作用的環(huán)形膜。作為閥門中閥體與閥蓋間的墊圈，可在不取出閥瓣或閘板的情況下，撬開一縫隙，塞進生料帶去就行了。壓緊力小，不粘手，也不粘法蘭面，更換十分方便。對于榫槽法蘭最適宜。聚四氟乙烯生料，還可做成管形和棒狀，作密封用。
(3)金屬空心O形圈：彈性好，壓緊力小，有自緊作用，可選用多種金屬材料，從而在低溫、高溫和強腐蝕性介質(zhì)中都能適應(yīng)。
(4)石墨板密封圈：在人們印象中，石墨是脆性物質(zhì)，缺乏彈性和韌性，但經(jīng)過特殊處理的石墨，卻是質(zhì)地柔軟，彈性良好。這樣，石墨的耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性，便可以在墊圈材料中得以顯示；而且這種墊圈壓緊力小，密封效果異常優(yōu)越。這種石墨還能做成帶，跟金屬帶配合，組成性能優(yōu)異的纏繞墊圈。石墨板密封圈和石墨----金屬纏繞墊圈的出現(xiàn)，是高溫抗腐蝕密封的重大突破。這類墊圈，國外已經(jīng)大量生產(chǎn)和使用。
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