如何解決的密封問題不可忽視,,因?yàn)殚y門的跑,、冒,、滴,、漏現(xiàn)象,絕大部分發(fā)生在這里,。
動密封
閥門的動密封,,主要是指閥桿密封。不讓閥內(nèi)介質(zhì)隨閥桿運(yùn)動而泄漏,,是閥門動密封的中心課題,。
填料函形式
目前,閥門動密封,,以填料函為主,。填料函的基本形式是:
(1) 壓蓋式
這是用得zui多的形式。
同一形式又能許多細(xì)節(jié)區(qū)別,。例如,,從壓緊螺栓來說,可分T形螺栓(用于壓力≤16公斤/平方厘米的低壓閥門),、雙頭螺栓和活節(jié)螺栓等,。從壓蓋來說,可分整體式和組合式,。
(2) 壓緊螺母式
這種形式,,外形尺寸小,,但壓緊力受限制,只使用于小閥門,。
填料
填料函內(nèi),,以填料與閥桿直接接觸并充滿填料函,阻止介質(zhì)外漏,。對填料有以下要求:
(1) 密封性好,;
(2) 耐腐蝕;
(3) 磨擦系數(shù)??;
(4) 適應(yīng)介質(zhì)溫度和壓力。
常用填料有:
(1) 石棉盤根:石棉盤根,,耐溫和耐腐蝕性能都很好,,但單獨(dú)使用時,密封效果不佳,,所以總是浸漬或附加其他材料,。油浸石棉盤根:它的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種,一種是扭制,,另一種是編結(jié),。又可分圓形和方形。
(2) 聚四氟乙烯編織盤根:將聚四氟乙烯細(xì)帶編織為盤根,,有*的耐腐蝕性能,,又可用于深冷介質(zhì)。
(3) 橡膠O形圈:在低壓狀態(tài)下,,密封效果良好,。使用溫度受限制,如天然橡膠只能用于60℃,。
(4) 塑料成型填料:一般做成三件式,,也可做成其他形狀。所用塑料以聚四氟乙烯為多,,也有采用尼龍66和尼龍1010的,。
此外,使用單位根據(jù)自己的需要,,常常探索各種有效的填料形式,。例如,在250℃蒸氣閥門中,,用石棉盤根和鉛圈交替迭合,,漏汽情況就會減輕;有的閥門,介質(zhì)經(jīng)常變換,,如以石棉盤根和聚四氟乙烯生料帶共同使用,,密封效果便好些。為減輕對閥桿的磨擦,,有的場合,,可以加二硫化鉬(M0S2) 或其他潤滑劑。
目前,,對新穎填料,,正進(jìn)行著探索。例如用聚丙烯腈纖維經(jīng)聚四氟乙烯乳液浸漬,,又經(jīng)預(yù)氧化后,,在模具中燒結(jié)壓制,可以得到密封性能優(yōu)異的成型填料,;又如用不銹鋼薄片與石棉制成波形填料,可耐高溫,、高壓與腐蝕,。
波紋管密封
隨著化學(xué)工業(yè)和原子能工業(yè)的迅速發(fā)展,易燃,、易爆,、劇毒和帶放射性的物質(zhì)增多,對閥門密封有了更嚴(yán)格的要求,,有的場合已無法使用填料密封,,因此產(chǎn)生了新的密封形式-波紋管密封。這種密封不需填料,,所以也叫無填料密封,。
波紋管的兩端,與別的零件焊死的,。當(dāng)閥桿升降時,,波紋管伸縮,只要波紋管本身不漏,,介質(zhì)便無法泄出,。為保險(xiǎn)起見,往往采用波紋管與填料的雙重密封,。
靜密封
靜密封通常是指兩個靜止面之間的密封,。密封辦法主要是使用墊圈。
墊圈材料
(1) 非金屬材料:如紙,、麻,、牛皮、石棉制品、塑料,、橡膠等,。
紙、麻,、牛皮之類,,有毛細(xì)孔,易滲透,,使用時須浸漬油,、蠟或其他防滲透材料。一般閥門很少采用,。
石棉制品,,又有石棉帶、繩,、板和石棉橡膠板等,。其中石棉橡膠板結(jié)構(gòu)致密,耐壓性能好,,耐溫性能也很好,,在閥門本身和閥門與管子的法蘭連接中,使用極為廣泛,。
塑料制品,,有很好的耐腐蝕性能,使用也較普遍,。品種有聚乙烯,、聚丙烯、軟聚氯乙烯,、聚四氟乙烯,、尼龍66、尼龍1010等,。
橡膠制品,,質(zhì)地柔軟,各種橡膠分別有一定耐酸,、耐堿,、耐油、耐海水的能力,。品種有天然橡膠,、丁苯橡膠、丁腈橡膠,、氯丁橡膠,、異丁橡膠,、聚氨酯橡膠、氟橡膠等,。
(2) 金屬材料:一般地說,,金屬材料強(qiáng)度高,耐溫性能強(qiáng),。但鉛并不這樣,,僅取它耐稀硫酸的特性。常用品種有黃銅,、紫銅,、鋁、低碳鋼,、不銹鋼,、蒙乃爾合金、銀,、鎳等,。
(3) 復(fù)合材料:例如金屬包皮(內(nèi)部石棉) 墊圈、組合波形墊圈,、纏繞墊圈等,。
常用墊圈性能
使用閥門時,往往根據(jù)具體情況,,更換原帶墊圈。常有墊圈有:橡膠平墊圈,、橡膠O形圈,、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈,、石棉橡膠墊圈,、金屬平墊圈、金屬異形墊圈,、金屬包皮墊圈,、波形墊圈、纏繞墊圈等,。
(1) 橡膠平墊圈:變形容易,,壓緊時不費(fèi)力,但耐壓,、耐溫能力都較差,,只用于壓力低、溫度不高的地方,。天然橡膠有一定耐酸堿性能,,使用溫度不宜超過60℃,;氯丁橡膠也能耐某些酸堿,使用溫度80℃,;丁腈橡膠耐油,,可用至80℃;氟橡膠耐腐蝕性能很好,,耐溫性能也比一般橡膠強(qiáng),,可在150℃介質(zhì)中使用。
(2) 橡膠O形墊圈:斷面形狀是正圓,,有一定的自緊作用,,密封效果比平墊圈好,壓緊力更小,。
(3) 塑料平墊圈:塑料的zui大特點(diǎn)是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好,。聚四氟乙烯為塑料,不但耐腐蝕性能優(yōu)異,,而且耐溫范圍比較寬闊,,可在-180℃~+200℃之內(nèi)長期使用。
(4) 聚四氟乙烯包墊圈:為了充分發(fā)揮聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn),,同時彌補(bǔ)它彈性較差的缺點(diǎn),,做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊圈。這樣,,既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐腐蝕,,又有良好的彈性,增強(qiáng)密封效果,,減小壓緊力,。其斷面形狀如圖4-20所示。
(5) 石棉橡膠墊圈:由石棉橡膠板剪成,。它的組分是60~80%的石棉和10~20%的橡膠,,以及填充劑、硫化劑等,。它有很好的耐熱性,、耐冷性、化學(xué)穩(wěn)定性,,而且貨源豐富,,價(jià)格便宜。使用時,,壓緊力不必很大,。由于它能粘附金屬,所以表面涂一層石墨粉,,以免拆卸時費(fèi)勁,。
石棉橡膠板有四種顏色:灰色,,用于低壓(牌號XB-200,耐壓≤16公斤/平方厘米,,耐溫200℃) ,;紅色,用于中壓(牌號XB-350,,耐壓可達(dá)40公斤/平方厘米,,耐溫350℃) ;紫紅色,,用于高壓(牌號XB-450,,耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃) ;綠色,,用于油類,,耐壓性能也很好。
(6) 金屬平熱圈:鉛,,耐溫100℃,;鋁430℃;銅315℃,;低碳鋼550℃,;銀650℃;鎳810℃,;蒙乃爾(鎳銅) 合金810℃,,不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差,,鋁可耐64公斤/平方厘米,,其他材料可耐高壓。
(7) 金屬異性墊圈:
透鏡墊圈:有自緊作用,,使用于高壓閥門。
橢圓形墊圈:也屬于高壓自緊墊圈,。
錐面雙墊圈:用于高壓內(nèi)自緊密封,。
此外,還有方形,、菱形,、三角形、齒形,、燕尾形,、B形、C形等,,一般只在高中壓閥門中使用,。
(8) 金屬包皮墊圈:金屬既有良好的耐溫耐壓性能,,又有良好的彈性。包皮材料有鋁,、銅,、低碳鋼、不銹鋼,、蒙乃爾合金等,。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯,、玻璃纖維等,。
(9) 波形墊圈:具有壓緊力小,密封效果好的特點(diǎn),。常采用金屬與非金屬組合的形式,。
(10) 纏繞墊圈:是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起,纏繞成多層的圓形,,斷面呈波浪狀,,有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼,、0Cr13,、1Cr13、2Cr13,、1Cr18Ni9Ti,、銅、鋁,、鈦,、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉,、聚四氟乙烯等,。
以上,講述密封墊圈性能時,,列舉了一些數(shù)字,。必須說明,這些數(shù)字跟法蘭形式,、介質(zhì)情況和安裝修理技術(shù)等有密切的關(guān)系,,有時可以超過,有時達(dá)不到,,而且耐壓和耐溫性能,,也是互相轉(zhuǎn)化的,例如溫度高了,,耐壓能力往往降低,,這些細(xì)微的問題,,只能在實(shí)踐中體會。
新材料和新技術(shù)
以上介紹的密封墊圈還很不全面,,況且密封技術(shù)正處于迅猛發(fā)展中,。下面舉例介紹幾項(xiàng)新材料和新技術(shù)。
(1) 液體密封:隨著高分子有機(jī)合成工業(yè)的迅猛發(fā)展,,近年出現(xiàn)了液態(tài)密封膠,,使用于靜密封;這項(xiàng)新技術(shù),,通常叫做液體密封,。液體密封的原理,是利用液態(tài)密封膠的粘附性,、流動性和單分子膜效應(yīng)(越薄的膜自然回復(fù)傾向越大) ,,在適當(dāng)壓力下,使它象墊圈一樣地起作用,。所以對使用著的密封膠,,也叫做液體墊圈。
(2) 聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分子有機(jī)化合物,,它在燒結(jié)成制品之前,,叫做生料,質(zhì)地柔軟,,也有單分子膜效應(yīng),。用生料做成的帶叫生料帶,可以卷成盤長期保存,。使用時能自由成形,,任意接頭,只要一有壓力,,便形成一個均勻地起著密封作用的環(huán)形膜,。作為閥門中閥體與閥蓋間的墊圈,可在不取出閥瓣或閘板的情況下,,撬開一縫隙,,塞進(jìn)生料帶去就行了。壓緊力小,,不粘手,也不粘法蘭面,,更換十分方便,。對于榫槽法蘭zui適宜。聚四氟乙烯生料,,還可做成管形和棒狀,,作密封用,。
(3) 金屬空心O形圈:彈性好,壓緊力小,,有自緊作用,,可選用多種金屬材料,從而在低溫,、高溫和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中都能適應(yīng),。
(4) 石墨板密封圈:在人們印象中,石墨是脆性物質(zhì),,缺乏彈性和韌性,,但經(jīng)過特殊處理的石墨,卻是質(zhì)地柔軟,,彈性良好,。這樣,石墨的耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性,,便可以在墊圈材料中得以顯示,;而且這種墊圈壓緊力小,密封效果異常*,。這種石墨還能做成帶,,跟金屬帶配合,組成性能優(yōu)異的纏繞墊圈,。石墨板密封圈和石墨----金屬纏繞墊圈的出現(xiàn),,是高溫抗腐蝕密封的重大突破。這類墊圈,,國外已經(jīng)大量生產(chǎn)和使用,。
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