閥門密封性能的影響因素與閥門泄漏|資料

閥門的密封性能是考核閥門質(zhì)量?jī)?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(duì)介質(zhì)達(dá)到的密封程度，考核內(nèi)漏的標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)有兩個(gè)。一個(gè)是國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局2008年12月發(fā)布，2009年7月1日開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13927-2008“工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)”。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5208-2007“工業(yè)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)是參照符合API598-1986“閥門的檢查和試驗(yàn)”制訂的。GB/T13927-2008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，閥門的密封性能應(yīng)引起生產(chǎn)廠家的重視。

影響閥門密封性能的因素主要有：

①密封面質(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(duì)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(duì)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(duì)泄漏量影響顯著減小。

⑵密封面寬度對(duì)閥門密封性能的影響密封面的寬度決定毛細(xì)孔的長(zhǎng)度。當(dāng)寬度加大時(shí)，流體沿毛細(xì)孔的運(yùn)動(dòng)行程加長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)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(huì)引起泄漏行程長(zhǎng)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(huì)使泄漏的可能性增加。因此，不能無(wú)限的增加密封面寬度。

⑶閥前和閥后的壓力差對(duì)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(zhǎng)是超過(guò)壓力差的增長(zhǎng)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(duì)閥門密封性能的影響密封面材料及其處理狀態(tài)對(duì)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(guò)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的。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(duì)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(duì)閥門密封性能的影響液體介質(zhì)對(duì)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(duì)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(guò)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(chǎng)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?0.4兆帕斯卡壓力下的水壓密封性試驗(yàn)。

⑺密封油膜的存在對(duì)閥門密封性能的影響密封表面間存在密封油膜對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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 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(duì)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。