影響環(huán)保閥門密封性能的因素

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

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(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泄露已經(jīng)成為裝置中主要泄漏源之一，因此提高閥門的防泄漏能力至關(guān)重要,防止閥門泄漏，必須掌握閥門各密封部位阻止介質(zhì)泄漏的基本知識------閥門密封，這個才是重中之重。
密封就是防止泄漏，那么閥門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，一個是影響密封性能的主要的因素，即密封副之間存在著間隙，另一個則是密封副的兩側(cè)之間存在著壓差。閥門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密封副等四個方面來分析的。

1、液體的密封性
液體的密封性是通過液體的粘度和表面張力來進(jìn)行。當(dāng)閥門泄漏的毛細(xì)管充滿氣體的時候，表面張力可能對液體進(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°的時候，液體就會被注入毛細(xì)管內(nèi)，這樣就會發(fā)生泄漏。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：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，在條件相同的情況下，會得出不同的結(jié)果?？梢杂盟?，用空氣或用煤油等。而當(dāng)相切角大于90°時，也會發(fā)生泄漏。
因為與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，原來被排斥的液體，就會侵濕表面，發(fā)生泄漏。針對上述情況，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，來實現(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)管的長度和氣體的粘度成反比，與毛細(xì)管的直徑和驅(qū)動力成正比。當(dāng)毛細(xì)管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時，氣體分子就會以自由的熱運動流進(jìn)毛細(xì)管。
因此，當(dāng)我們在做閥門密封試驗的時候，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。原因在于氣體仍然可以通過金屬壁擴(kuò)散。所以我們在做氣體試驗時，一定要比液體試驗更加的嚴(yán)格。

3、泄漏通道的密封原理
閥門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)成粗糙度兩個部分組成。在我國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)，就需要對金屬材料的壓縮力提更高的要求，即材料的壓縮力要超過其彈性。因此，在進(jìn)行閥門設(shè)計時，密封副結(jié)合一定的硬度差來匹配。
4、閥門密封副
閥門密封副是閥座和關(guān)閉件在互相接觸時進(jìn)行關(guān)閉的那一部分。金屬密封面在使用過程中，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，其表面精度就會得到改善，而不會變壞。相反，則會使表面精度變壞。因此在選擇磨損顆粒時，要綜合考慮其材料，工況，潤滑性和對密封面的腐蝕情況等因素。如同磨損顆粒一樣，我們在選擇密封件時，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，缺少任何一項要求，就會使其密封性能大大降低。

影響閥門密封的因素很多，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)就會發(fā)生變化。而且這種變化會影響和改變密封副相互之間的作用力，從而使閥門密封的性能減小。
因此，在選擇密封件時，一定要選擇具有彈性變形的密封件。同時，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密封性能大小和閥門的使用壽命。
因此，密封面比壓也是非常重要的一個因素。在相同的條件下，比壓太大會引起閥門的損壞，但比壓太小酒會造成閥門泄漏。因此，需要我們在設(shè)計時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，為了減少溫度對閥門密封性能的影響程度，我們在進(jìn)行密封副設(shè)計時，要把其設(shè)計成彈性閥座等具有熱補(bǔ)償性的閥門。

4、密封副的質(zhì)量
密封副質(zhì)量主要是指我們要對材料的選擇，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，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，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，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，表面粗糙度對滲漏量的影響會大大地減弱。
  這說明在比壓q很大時，密封面表面比壓小時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連接的密封性的影響很大，但到目前為止還沒有關(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)孔的長度，當(dāng)寬度加大時，介質(zhì)沿毛細(xì)孔的運動行程加長了，因此增加了運動阻力。加大密封面寬度可以減小高壓閥門中的侵蝕和磨損。密封面寬度表面粗糙度級別圖7-3不同密封比壓時，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，會造成泄漏行程長度成正此例地增加，因而按式(7-1)和式(7-2)能按比例的減小泄漏量，但是實際上，這種情況是不存在的。因為密封面變寬后，加工的平整度不如窄密封面，密封面不平度可能增加，又因為啟閉件的變形，使在整個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。但實驗證明：在其
他條件相同的情況下，泄漏量的增長是超過壓力差增長的。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)對泄漏有顯著的影響。保證密封性能的方法是將兩個表面相互貼合，使表面間的間隙成為毛細(xì)孔形狀，阻止介質(zhì)通過。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，基體金屬材料不會露出，工作表層金屬組織不同于基體金屬組織。因此，同一個試樣在經(jīng)過兩種不同規(guī)范加工之后各進(jìn)行試驗。雖然表面粗糙度相同，也可能得出不同的試驗結(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，這種情況就更為突出。當(dāng)比壓高于40．OMPa時，材料表面粗糙度對密封性能的影響就較小，而對材料性能的影響便增加。
  ⑤介質(zhì)性質(zhì)
  液體介質(zhì)對泄漏量的影響基本上取決于粘度。在一個閥門中，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。這是因為當(dāng)飽和蒸汽通過毛細(xì)孔時，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。
  ⑥密封面親水性
  密封表面親水性影響泄漏量是因為毛細(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)鍵的場合，密封性能是采用煤油來進(jìn)行試驗的。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，大致上相當(dāng)于0.3 -0. 4MPa壓力下的水壓密封試驗。
    ⑦密封面間油膜的存在
    密封面間存在油膜對密封性有顯著影響。當(dāng)密封面間有油膜時，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)通過毛細(xì)孔。另外，密封面上有稠密封油膜能堵塞介質(zhì)通過的毛細(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應(yīng)注意，當(dāng)使用中密封脂藏少時，應(yīng)及時注脂，恢復(fù)油膜厚度。
    閥門中采用的油脂不允許溶r介質(zhì)，應(yīng)保證在50q時不熔化，也不應(yīng)該硬化或有其他的化學(xué)變化。
    ⑧閥門和啟閉件的剛性和結(jié)構(gòu)
    閥門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)在來研究零件的剛性對截止閥工作的影響，假如截止閥具有剛性，閥門在介質(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，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說明了在壓力p增高時通過截止閩的滲漏量g，的變化曲線，曲線反映出截止閥零件結(jié)構(gòu)剛度對滲漏量的影響。

    當(dāng)截止閥內(nèi)零件有彈性時，情況就不同了，作用力FMF+Fri,就不能保證密封性，這時，作用力應(yīng)等于F=FMF+ FMJ -Fwrr，因為作用在閥瓣上酌介質(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)在所研究的是簡單的基本原理，實際上，介質(zhì)從閥瓣下方進(jìn)人零件的彈性特點，對閥門工作的影響要復(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，零件的線性尺寸會發(fā)生變化。零件變形會使經(jīng)研磨的密封面的密封性受到破壞，研究表明，對盤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，對在重要場合下的閥門（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)