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量優(yōu)劣的主要指標之一。閥門的密封性能主要包括兩個方面，即內漏和外漏。

內漏是指閥座與關閉件之間對介質達到的密封程度，考核內漏的標準我國有兩個。一個是國家技術監(jiān)督局2008年12月發(fā)布，2009年7月1日開始實施的國家標準GB/T13927-2008“工業(yè)閥門壓力試驗”。這個標準是參照采用國際標準ISO5208-2007“工業(yè)閥門閥門的壓力試驗”制訂的，另一個是原機械工業(yè)部發(fā)布的JB/T9092-1999“閥門的試驗與檢驗”，這個標準是參照符合API598-1986“閥門的檢查和試驗”制訂的。GB/T13927-2008適用于一般工業(yè)用閥門的檢驗;JB/T9092-1999適用于石油工業(yè)用閥門的檢驗。

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。如果介質不允許排入大氣，則外漏的密封比內漏的密封更為重要。因此，閥門的密封性能應引起生產(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介質性質;⑥表面親水性;⑦密封油膜的存在;⑧關閉件的剛性和結構特點。

⑴密封面質量對閥門密封性能的影響閥門的密封面是指閥座與關閉件互相接觸而進行關閉的部分。當密封面上的比壓在40MPa以下時，密封面的質量對閥門密封性能起決定性作用。這是因為：當密封面上的比壓小，表面粗糙度低時，泄漏量迅速增加。當密封面上的比壓大時，表面粗糙度對泄漏量影響顯著減小。

⑵密封面寬度對閥門密封性能的影響密封面的寬度決定毛細孔的長度。當寬度加大時，流體沿毛細孔的運動行程加長，運動阻力增加。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，會引起泄漏行程長度成正比地加大，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，又會使泄漏的可能性增加。因此，不能無限的增加密封面寬度。

⑶閥前和閥后的壓力差對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系。但試驗證明：在其他條件相同的情況下，泄漏量的增長是超過壓力差的增長的。泄漏量與壓力差之間的關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)對閥門密封性能的影響密封面材料及其處理狀態(tài)對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，其值必然超過用黃銅制的密封圈的比壓值。與密封有關的表面處理狀態(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，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，這種情況更為突出。當比壓高于40MPa時，表面粗糙度對密封性能的影響就減小，而材料的影響便增加。

⑸介質性質對閥門密封性能的影響液體介質對泄漏量的影響基本上由黏度確定在同一個密封閥中，各種條件相同的情況下，黏度大的介質比黏度小的介質滲漏要小得多。氣體介質和液體介質相比差別更為明顯（飽和蒸汽除外，飽和蒸汽容易保證密封面）。

⑹表面親水性對閥門密封性能的影響表面親水性影響泄漏量是因為毛細孔特性的作用。當密封表面上只要有一層很薄的油膜，就需加大通過間隙的水的壓力。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，在一些最關鍵性的場合，是采用煤油進行密封性液壓試驗的。采用腔體內灌煤油的方法進行密封性試驗，大約相當于0.3?0.4兆帕斯卡壓力下的水壓密封性試驗。

⑺密封油膜的存在對閥門密封性能的影響密封表面間存在密封油膜對其密封性有顯著影響。當表面上有密封油膜時，破壞了接觸表面間的親水性，這樣就需要較大的壓力差，才能使介質通過毛細孔。另外，表面上有稠密封油膜能堵塞介質的通道行程，提高連接的密封性。在采用油膜密封時應注意：當工作過程中油膜減少時，應能恢復油膜的厚度。閥門中采用的油脂不允許溶于介質之中，也不應該蒸發(fā)，硬化或有其他的化學變化。

⑻關閉件的剛性和結構特點對閥門密封性能的影響關閉件的剛性和結構的影響是由于零件的彈性作用。由于閉路閥的關閉件不是 剛性，而是具有一定彈性的，在與介質有關的壓力作用下，尺寸是變化的，這也引起密封面力的相互作用的變化。為補償這些變化對關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。