影響環(huán)保閥門(mén)密封性能的因素

影響環(huán)保閥門(mén)密封性能的因素 影響環(huán)保閥門(mén)密封性能的因素 影響環(huán)保閥門(mén)密封性能的因素

之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹影響密封性能的因素很多，主要有以下幾種閥門(mén)泄露已經(jīng)成為裝置中主要泄漏源之一，因此提高閥門(mén)的防泄漏能力至關(guān)重要,防止閥門(mén)泄漏，必須掌握閥門(mén)各密封部位阻止介質(zhì)泄漏的基本知識(shí)------閥門(mén)密封，這個(gè)才是重中之重。
密封就是防止泄漏，那么閥門(mén)密封性原理也是從防止泄漏研究的。造成泄漏的因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是影響密封性能的主要的因素，即密封副之間存在著間隙，另一個(gè)則是密封副的兩側(cè)之間存在著壓差。閥門(mén)密封性原理也是從液體的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的密封原理和閥門(mén)密封副等四個(gè)方面來(lái)分析的。

1、液體的密封性
液體的密封性是通過(guò)液體的粘度和表面張力來(lái)進(jìn)行。當(dāng)閥門(mén)泄漏的毛細(xì)管充滿(mǎn)氣體的時(shí)候，表面張力可能對(duì)液體進(jìn)行排斥，或者將液體引進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)。這樣就形成了相切角。當(dāng)相切角小于90°的時(shí)候，液體就會(huì)被注入毛細(xì)管內(nèi)，這樣就會(huì)發(fā)生泄漏。
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥發(fā)生泄漏的原因在于介質(zhì)的不同性質(zhì)。用不同介質(zhì)做試驗(yàn)，在條件相同的情況下，會(huì)得出不同的結(jié)果。可以用水，用空氣或用煤油等。而當(dāng)相切角大于90°時(shí)，也會(huì)發(fā)生泄漏。
因?yàn)榕c金屬表面上的油脂或蠟質(zhì)薄膜有關(guān)系。一旦這些表面的薄膜被溶解掉，金屬表面的特性就發(fā)生了變化，原來(lái)被排斥的液體，就會(huì)侵濕表面，發(fā)生泄漏。針對(duì)上述情況，根據(jù)泊松公式，可以在減少毛細(xì)管直徑和介質(zhì)粘度較大的情況下，來(lái)實(shí)現(xiàn)防止泄漏或減少泄漏量的目的。
2、氣體的密封性
根據(jù)泊松公式，氣體的密封性與氣體分子和氣體的粘性有關(guān)。泄漏與毛細(xì)管的長(zhǎng)度和氣體的粘度成反比，與毛細(xì)管的直徑和驅(qū)動(dòng)力成正比。當(dāng)毛細(xì)管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時(shí)，氣體分子就會(huì)以自由的熱運(yùn)動(dòng)流進(jìn)毛細(xì)管。
因此，當(dāng)我們?cè)谧鲩y門(mén)密封試驗(yàn)的時(shí)候，介質(zhì)一定要用水才能起到密封的作用，用空氣即氣體就不能起到密封的作用。
即使我們通過(guò)塑性變形方式，將毛細(xì)管直徑降到氣體分子以下，也仍然不能阻止氣體的流動(dòng)。原因在于氣體仍然可以通過(guò)金屬壁擴(kuò)散。所以我們?cè)谧鰵怏w試驗(yàn)時(shí)，一定要比液體試驗(yàn)更加的嚴(yán)格。

3、泄漏通道的密封原理
閥門(mén)密封由散布在波形面上的不平整度和波峰間距離的波紋度構(gòu)成粗糙度兩個(gè)部分組成。在我國(guó)大部分的金屬材料彈性應(yīng)變力都較低的情況下，如果要達(dá)到密封的狀態(tài)，就需要對(duì)金屬材料的壓縮力提更高的要求，即材料的壓縮力要超過(guò)其彈性。因此，在進(jìn)行閥門(mén)設(shè)計(jì)時(shí)，密封副結(jié)合一定的硬度差來(lái)匹配。
4、閥門(mén)密封副
閥門(mén)密封副是閥座和關(guān)閉件在互相接觸時(shí)進(jìn)行關(guān)閉的那一部分。金屬密封面在使用過(guò)程中，容易受到夾入介質(zhì)，介質(zhì)腐蝕，磨損顆粒，氣蝕和沖刷的損害的。
比如磨損顆粒，如果磨損顆粒比表面的不平整度小，在密封面磨合時(shí)，其表面精度就會(huì)得到改善，而不會(huì)變壞。相反，則會(huì)使表面精度變壞。因此在選擇磨損顆粒時(shí)，要綜合考慮其材料，工況，潤(rùn)滑性和對(duì)密封面的腐蝕情況等因素。如同磨損顆粒一樣，我們?cè)谶x擇密封件時(shí)，要綜合考慮影響其性能的各種因素，才能起到防泄漏的功能。因此，必須選擇那些抗腐蝕，抗擦傷和耐沖刷的材料。否則，缺少任何一項(xiàng)要求，就會(huì)使其密封性能大大降低。

影響閥門(mén)密封的因素很多，主要有以下幾種：
1、密封副結(jié)構(gòu)
在溫度或密封力作用的變化下，密封副的結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化。而且這種變化會(huì)影響和改變密封副相互之間的作用力，從而使閥門(mén)密封的性能減小。
因此，在選擇密封件時(shí)，一定要選擇具有彈性變形的密封件。同時(shí)，也要注意密封面的寬度。原因在于密封副的接觸面不能*吻合，當(dāng)密封面寬度增加，就要加大密封所需要的作用力。
2、密封面比壓
密封面的比壓大小影響著閥門(mén)密封性能大小和閥門(mén)的使用壽命。
因此，密封面比壓也是非常重要的一個(gè)因素。在相同的條件下，比壓太大會(huì)引起閥門(mén)的損壞，但比壓太小酒會(huì)造成閥門(mén)泄漏。因此，需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到比壓的合適度。
3、介質(zhì)的物理性質(zhì)
介質(zhì)的物理性質(zhì)也影響到閥門(mén)密封性能。這些物理性質(zhì)包括溫度，粘度和表面的親水性等。
溫度變化不僅影響著密封副的松弛度和零件尺寸的改變，還與氣體的粘度有著密不可分的關(guān)系。氣體粘度隨著溫度的升高或降低而增大或減小。
因此，為了減少溫度對(duì)閥門(mén)密封性能的影響程度，我們?cè)谶M(jìn)行密封副設(shè)計(jì)時(shí)，要把其設(shè)計(jì)成彈性閥座等具有熱補(bǔ)償性的閥門(mén)。

4、密封副的質(zhì)量
密封副質(zhì)量主要是指我們要對(duì)材料的選擇，匹配，制造精度上進(jìn)行把關(guān)。比如，閥瓣與閥座密封面很吻合，能提高密封性。環(huán)向波紋度多的特點(diǎn)，是其迷宮密封性能好。

①密封面的質(zhì)量292
    當(dāng)密封面上的比壓在40. OMPa以下時(shí)，密封面的加工精度及表面粗糙度起決定性作用。剛性結(jié)構(gòu)的密封面其空氣的滲漏量與表面粗糙度的關(guān)系如圖7_3所示。試樣的直徑d= 50mm、空氣壓力p =0. 5MPa。從圖中曲線看出，密封面上的比壓很小時(shí)，空氣的滲漏量隨著表面粗糙度的惡化而快速增加，但是，當(dāng)密封面上的比壓很大時(shí)，表面粗糙度對(duì)滲漏量的影響會(huì)大大地減弱。
  這說(shuō)明在比壓q很大時(shí)，密封面表面比壓小時(shí)的壓平程度要大得多，并且密封面之間的表面粗糙度中的差異變得不大了。
  密封面表面的不平度及其表面與理想平面的偏差程度對(duì)連接的密封性的影響很大，但到目前為止還沒(méi)有關(guān)于這方面的數(shù)據(jù)。
  ②密封面的寬度
  密封面的寬度決定于毛細(xì)孔的長(zhǎng)度，當(dāng)寬度加大時(shí)，介質(zhì)沿毛細(xì)孔的運(yùn)動(dòng)行程加長(zhǎng)了，因此增加了運(yùn)動(dòng)阻力。加大密封面寬度可以減小高壓閥門(mén)中的侵蝕和磨損。密封面寬度表面粗糙度級(jí)別圖7-3不同密封比壓時(shí)，表面粗糙度與空氣滲漏量的關(guān)系

    i-工作比壓q-3. OMPa
    2-T作比壓口=6. 5MPa
    3工作比壓g= 10. OMPa
    4 -工作比壓g =20，OMPa
加大后，會(huì)造成泄漏行程長(zhǎng)度成正此例地增加，因而按式(7-1)和式(7-2)能按比例的減小泄漏量，但是實(shí)際上，這種情況是不存在的。因?yàn)槊芊饷孀儗捄?，加工的平整度不如窄密封面，密封面不平度可能增加，又因?yàn)閱㈤]件的變形，使在整個(gè)密封面的寬度上不能*一致地保證密封性。

  ③閥前和閥后的壓力差
  雖然公式（7一1）和式(7-2)閥前、閥后的壓力差和泄漏量成正比關(guān)系。但實(shí)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)壓力差增長(zhǎng)的。泄漏量與壓力差之間的關(guān)系可以近似
地以下式表示：式中塒、Ⅳ、S-系數(shù)。與材料、密封面加工質(zhì)量、密封面上的比壓值和其他條件有關(guān)的固定值。
  ④密封面的材料及其狀態(tài)
  密封面的材料及其狀態(tài)對(duì)泄漏有顯著的影響。保證密封性能的方法是將兩個(gè)表面相互貼合，使表面間的間隙成為毛細(xì)孔形狀，阻止介質(zhì)通過(guò)。間隙的大小取決于密封面的微觀不平度。所以，如果要使用較硬的材料（鋼）獲得同樣的密封程度的密封性，就必須使比壓大于較軟的材料（黃銅）的比壓值。
  與密封面有關(guān)的表面處理狀態(tài)：如波峰的變形，間隙尺寸和幾何形狀的變化及其他現(xiàn)象都發(fā)生在金屬表層上。*，表層金屬的性能與基體金屬材料的性能有明顯區(qū)別。由于機(jī)械加工副起的變化可以影響表層深度50ym，在研磨時(shí)，基體金屬材料不會(huì)露出，工作表層金屬組織不同于基體金屬組織。因此，同一個(gè)試樣在經(jīng)過(guò)兩種不同規(guī)范加工之后各進(jìn)行試驗(yàn)。雖然表面粗糙度相同，也可能得出不同的試驗(yàn)結(jié)果。
  材料性能的影響比幾何形狀及微觀不平度的影響小些。金屬性能的差異，通常小于其他因素的影響。密封面在低壓條件工作時(shí)，這種情況就更為突出。當(dāng)比壓高于40．OMPa時(shí)，材料表面粗糙度對(duì)密封性能的影響就較小，而對(duì)材料性能的影響便增加。
  ⑤介質(zhì)性質(zhì)
  液體介質(zhì)對(duì)泄漏量的影響基本上取決于粘度。在一個(gè)閥門(mén)中，在各種條件相同的情況F，粘度大的介質(zhì)比粘度小的介質(zhì)滲漏量要小得多，氣體介質(zhì)和液體介質(zhì)相比差別更為明顯。氣體比液體滲漏更為明顯，但是飽和蒸汽除外，飽和蒸汽反而容易保證密封。這是因?yàn)楫?dāng)飽和蒸汽通過(guò)毛細(xì)孔時(shí)，落在毛細(xì)孔內(nèi)的液滴堵塞了毛細(xì)孔，并阻礙r氣體的通過(guò)。
  ⑥密封面親水性
  密封表面親水性影響泄漏量是因?yàn)槊?xì)孔特性的作用。只要密封表面上有一層很薄的油膜，就需加大通過(guò)間隙水的壓力。由于金屬表面具有良好的親水性，煤油能很容易地滲透鑄件和密封面的間隙。因此，在一些關(guān)鍵的場(chǎng)合，密封性能是采用煤油來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)的。一般認(rèn)為，采用腔體內(nèi)灌煤油的方法進(jìn)行密封性試驗(yàn)，大致上相當(dāng)于0.3 -0. 4MPa壓力下的水壓密封試驗(yàn)。
    ⑦密封面間油膜的存在
    密封面間存在油膜對(duì)密封性有顯著影響。當(dāng)密封面間有油膜時(shí)，破壞r密封表面間的親水性，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，密封面上有稠密封油膜能堵塞介質(zhì)通過(guò)的毛細(xì)孔，提高密封面的密封性能。
    旋塞閥、球閥及其他閥門(mén)中采用密封脂可以顯著地改善其密封性能，并提高使用壽命，在采用密封脂密封時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)使用中密封脂藏少時(shí)，應(yīng)及時(shí)注脂，恢復(fù)油膜厚度。
    閥門(mén)中采用的油脂不允許溶r介質(zhì)，應(yīng)保證在50q時(shí)不熔化，也不應(yīng)該硬化或有其他的化學(xué)變化。
    ⑧閥門(mén)和啟閉件的剛性和結(jié)構(gòu)
    閥門(mén)和啟閉件的剛一陛和結(jié)構(gòu)的影響是由于零件的彈性作用所致。由于閉路閥的啟閉件不是的剛性，而是具有一定的彈性，在介質(zhì)壓力作用下，尺寸是會(huì)變化的，這也就引起密封面間的力相互作用的變化。為補(bǔ)償這些變化對(duì)啟閉件密封性能的影響，是使密封副具有較小的剛度，即彈性變形盡可能大些，因而目前采用彈性密封副的趨勢(shì)顯著增加，如閘閥的彈性閘板，球閥的彈性閥座等都得到廣泛的應(yīng)用。
  現(xiàn)在來(lái)研究零件的剛性對(duì)截止閥工作的影響，假如截止閥具有剛性，閥門(mén)在介質(zhì)進(jìn)入前關(guān)閉，只要在閥桿上加密封力F。，，就足以保證截止閥密封。當(dāng)介質(zhì)從閥瓣F方進(jìn)入閥體時(shí)，該密封力就等于密封力加介質(zhì)作用力，即FMF+ FMJ，才能保證截止閥的密封狀態(tài)。
    圖74說(shuō)明了在壓力p增高時(shí)通過(guò)截止閩的滲漏量g，的變化曲線，曲線反映出截止閥零件結(jié)構(gòu)剛度對(duì)滲漏量的影響。

    當(dāng)截止閥內(nèi)零件有彈性時(shí)，情況就不同了，作用力FMF+Fri,就不能保證密封性，這時(shí)，作用力應(yīng)等于F=FMF+ FMJ -Fwrr，因?yàn)樽饔迷陂y瓣上酌介質(zhì)壓力F。由于閥桿變形而卸載，在高壓下以不同力矩關(guān)閉后介質(zhì)滲漏量的變化曲線圖因此影響了密封?，F(xiàn)在所研究的是簡(jiǎn)單的基本原理，實(shí)際上，介質(zhì)從閥瓣下方進(jìn)人零件的彈性特點(diǎn)，對(duì)閥門(mén)工作的影響要復(fù)雜的多。介質(zhì)從閥瓣上h-進(jìn)A
    溫度對(duì)密封性有很大的影響，隨著溫度的升高，介質(zhì)粘度減小，零件的線性尺寸會(huì)發(fā)生變化。零件變形會(huì)使經(jīng)研磨的密封面的密封性受到破壞，研究表明，對(duì)盤(pán)形平面的一處局部加熱至600便發(fā)生了畸變，產(chǎn)生不平。因此，對(duì)在重要場(chǎng)合下的閥門(mén)（如安全閥），其密封面的研磨工序在工作溫度下進(jìn)行是合理的。在溫度變形的情況下研磨密封面，就能保證在工況條件下的密封性。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)