袁 成

濟寧技師學院，山東濟寧 272000

閥門密封結(jié)構(gòu)、泄漏原因及改進分析

袁 成

濟寧技師學院，山東濟寧 272000

閥門是石油化工系統(tǒng)中不可缺少的重要部件，應用廣泛。泄漏是閥門在使用過程中常見的故障，分析原因，改進密封結(jié)構(gòu)是解決問題的關鍵。

閥門；密封結(jié)構(gòu)；泄漏；改進；軟密封墊

1 閥門密封結(jié)構(gòu)概述

閥門密封結(jié)構(gòu)失效是閥門存在的最為普遍問題之一。設計工作中，密封結(jié)構(gòu)設計上的影響因素有：

1）密封元件的復雜特性影響閥門的密封結(jié)構(gòu)設計。

2）工作狀態(tài)如工作溫度、壓力等不穩(wěn)定狀況的出現(xiàn)時有發(fā)生。

閥門密封結(jié)構(gòu)在形式上分為接觸密封與非接觸密封兩種。一是接觸密封。在密封力的作用下，迫使兩密封面互相接觸的同時相互嵌入，從而達到減少或者消除密封面之間的間隙的目的，這種密封屬于接觸密封。它又可分為兩種形式，即彈性密封與非彈性密封。區(qū)別在于其密封結(jié)構(gòu)的材料。二是非接觸密封。工作時，密封組件的動靜件間并不相互接觸，靠壓力降達到密封目的，這種密封屬于非接觸密封。

2 閥門泄漏的常見狀況及原因

主要原因有密封面受到損傷；密封面不潔凈，如有油污等；密封圈連接不好。

2.2泄漏出現(xiàn)在填料處

填料壓板壓緊程度不夠；填料填塞不充分；填料因各種原因而失效；閥桿不合格，如圓度不合規(guī)或表面有損傷；填料配置不符合，如品種、結(jié)構(gòu)尺寸或質(zhì)量不符合要求等。

2.3泄漏出現(xiàn)在閥體與閥蓋連接處

法蘭連接不好，如螺栓預緊不當而使法蘭歪斜，螺栓預緊力不夠；閥體與閥蓋連接面有損傷； 墊片不合適，如墊片損壞或墊片規(guī)格不符合要求；法蘭結(jié)合面結(jié)合不好，如加工面不平行；閥蓋傾斜，如閥桿襯套與閥桿螺紋加工不良。

3 密封結(jié)構(gòu)改進分析

3.1截止閥密封結(jié)構(gòu)改進

3.1.1截止閥密封結(jié)構(gòu)存在的問題分析

2.4 不良妊娠結(jié)局情況 高齡組早產(chǎn)發(fā)生率8.4%(3 210/38 255)，圍產(chǎn)兒死亡率0.58%(220/38 255)高于非高齡組的5.4%(10 575/196 508)和0.51%(1 004/196 508)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，OR值1.6和1.1。見表4。

截止閥密封結(jié)構(gòu)損壞的修復方法通常有以下幾種形式。

1）研磨修復法。加入適量的研磨劑，利用研磨石或是砂紙對損傷部分進行研磨，研磨修復只適用于密封結(jié)構(gòu)受損面較小情況。2）機械加工修復法。利用車床車削加工進行受損傷密封元件的修復。這種方法的最大缺點是修復工時長，并會破壞密封件的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)組織、降低強度，一定程度上影響密封件后續(xù)的使用效果。

3.1.2截止閥密封結(jié)構(gòu)改進

硬質(zhì)密封結(jié)構(gòu)的特點難于修復，經(jīng)綜合分析考慮，如圖1，改進措施如下。

1）加焊小螺栓。在閥盤端面的中心位置焊接一只全螺紋的小螺栓；2）加墊軟密封墊。按閥盤密封面尺寸，采用聚四氟乙烯或是橡膠制作軟密封墊，并將其固定在閥芯上，達到軟密封墊與閥座相配套使用的效果。圖1所示，以調(diào)整墊與壓緊螺母實現(xiàn)軟密封墊的固定。

3.1.3截止閥密封結(jié)的改進效果

截止閥密封結(jié)構(gòu)改進后，密封性提高的同時基本上不影響閥門流道內(nèi)介質(zhì)的流速，因閥門密封面損壞而修復困難所造成的影響生產(chǎn)的問題獲得有效解決。

1）僅需更換磨損的密封墊。當閥門出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象時，修復時僅需更換磨損的密封墊即可恢復閥門的正常工作狀態(tài)，節(jié)約維修成本，縮短維修工期。2）形成有效的密封接合面。在軟質(zhì)密封墊和硬質(zhì)閥座的密封面之間形成了有效的密封接合面，將原來剛性的硬密封面改進成軟硬接合密封面，降低了硬質(zhì)閥座密封面的磨損，加大了密封面積的同時對閥門起到保護作用。3）輕微損傷免修理。損傷輕微時，軟質(zhì)密封墊完全可以通過調(diào)節(jié)閥門的絲桿開啟度被壓緊，實現(xiàn)變形補償，避免了頻繁更換和頻繁修理。

3.1.4改進注意點

1）加焊的螺栓不能過長。螺栓過長會因影響閥體的內(nèi)流道，而形成架空密封面的現(xiàn)象；為確保密封面密封良好，組裝時絲桿開度要做重點檢查并合理調(diào)整。2）選擇合適的調(diào)整墊。為使軟密封墊和閥盤的密封面共面且要貼合緊密，襯墊的厚度應該稍小于或等于閥盤的密封面高度。3）螺母旋緊適度。為防止壓緊后的螺母產(chǎn)生脫落的現(xiàn)象，安裝時應將螺母旋緊以后再適當作放松處理。

3.2蝶閥密封結(jié)構(gòu)改進

3.2.1蝶閥密封結(jié)構(gòu)存在的問題分析

蝶閥的密封要求密封結(jié)構(gòu)始終處于蝶板的正向受壓狀態(tài)之下，一旦工作介質(zhì)反向在蝶板施壓時到，密封效果就會被破壞，尤其大口徑閥門。關閉狀態(tài)下供水管網(wǎng)上的蝶閥受壓狀態(tài)極其不穩(wěn)定。受壓的蝶板會變形，并因變形而產(chǎn)生相對位移，從而影響到閥門密封性與啟閉力矩，降低閥門的正常使用壽命。

3.2.2蝶閥密封結(jié)構(gòu)改進

針對蝶閥中的雙向金屬型密封蝶閥的密封結(jié)構(gòu)，改進措施如下。

1）改變配合形式。為了減少下閥軸和閥體配合間隙，改變蝶板的受力支承點，將二者的配合形式改為過渡配合，蝶板因受壓而產(chǎn)生的變形量得以降低。2）位移的補償與彈性變形的補償。為實現(xiàn)對位移的補償與彈性變形的補償從而保證密封效果，對密封副采用了雙偏心的球面結(jié)構(gòu)和彈性薄壁的金屬圈結(jié)構(gòu)配合。閥門狀態(tài)處于開啟時，雙偏心的球面和彈性薄壁的金屬圈將完全脫離而不會形成磨損，為避免發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，采用不銹耐酸鋼為材料。當閥門狀態(tài)處于關閉時，密封副因蝶板結(jié)構(gòu)是球面而調(diào)整范圍較寬，蝶版正向受壓與反向受壓均能保證密封效果。

3.2.3蝶閥密封結(jié)構(gòu)的改進效果

改進后的雙向金屬型密封蝶閥，其正常使用壽命為普通蝶閥的3至5倍，使用壽命顯著延長。大大減少了閥門更換頻率，降低了生產(chǎn)成本，另外改進后的蝶閥開啟力矩平穩(wěn)，操作時開啟輕便且圈數(shù)少，工作強度得以降低，工作效率得以提升。

4 結(jié)論

閥門密封結(jié)構(gòu)是閥門的關鍵，為保證閥門良好的使用性能，一直以來，行業(yè)領域內(nèi)都在不斷地做著分析和研究工作，努力使閥門在壽命上、性能上、效益上得以不斷提升。

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［2］李新華.密封元件選用手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

［3］黃志堅.工業(yè)設備密封及泄漏防治［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2015.

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［5］顧永泉.機械密封實用技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2015.

TQ05

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1674-6708（2015）147-0115-01