影響化工閥門墊片及填料密封的因素 影響墊片及填料密封的因素是 化工閥門墊片 閥門密封

 之前介紹活塞組合式減壓閥在神華能源，現(xiàn)在介紹影響化工閥門墊片及填料密封的因素影響墊片及填料密封的因素主要有如下七點。材質(zhì)特點：聚四氟乙烯（PTFE)又名特氟龍/鐵氟龍或塑料王（F4),是四氟乙烯單體的共聚物，它具有下列優(yōu)點
1.化學(xué)穩(wěn)定性：幾乎所有的化學(xué)抗性，強酸、強堿或強氧化劑及有機溶劑等對它均不起作用。
2.熱穩(wěn)定性：裂解溫度在400℃以上，因此，它能夠在-200℃~+350℃范圍內(nèi)正常工作。
3.減磨性：PTFE材料摩擦系數(shù)極低，僅0.02，是橡膠的1/40.
4.自潤滑性：PTFE材料表面具有突出的自潤滑性，幾乎所有的粘性物質(zhì)均不能粘附到它的表面上去。
產(chǎn)品特性：填充改性，但是純PTFE不耐磨，要是它具有實用性，必須對它填充改性處理。我們采用兩種方法:一種是無機物填充改性，在PTFE里加入玻璃纖維、碳素纖維、石墨、二硫化鉬等。另一種是有機物填充改性，在PTFE里加入聚苯酯、聚苯硫醚等。通過改性使PTFE耐磨性能提高了2000倍，又增加了剛性、導(dǎo)熱性，使油封達到高壽命要求。
密封原理：PTFE油封唇口在加工時被拉成喇叭狀，由于PTFE經(jīng)拉制后具有記憶收縮能力，在工作中產(chǎn)生的摩擦熱使唇口會不斷收縮，所以不需要彈簧的幫助，它會緊緊抱在軸上，不讓它與軸表面有間隙存在，又能補償磨損。
  ①密封面的表面狀況：密封面的形狀及表面粗糙度對密封性有一定影響．表面光滑有利于密封。軟質(zhì)墊片由于其易于變形因而對表面狀況不敏感，而對硬質(zhì)墊片來說，表面狀況影響極大。
    ②密封面的接觸寬度：密封面與墊片或填料的接觸寬度越大，則流體泄漏所需通過的路徑越長，流阻損失電越大．因而有利于密封。但在相同的壓緊力下，接觸寬度越大，則密封比壓將減小。所以，要根據(jù)密封件的材質(zhì)情況尋求適宜的接觸寬度。
    ③流體的性質(zhì)：流體的黏度對填料及墊片的密封性有很大影響，黏度大的流體由于其流動性差而易于密封。液體的黏度遠大于氣體，因而液體較氣體易于密封。
    炮和蒸汽由于它會凝析出液滴而阻塞密封面間泄漏的通道，因而比過熱蒸汽易于密封。
    流體的分子體積越大，越易于被狹窄的密封間隙所阻塞，從而易于密封。

影響化工閥門墊片及填料密封的因素常用填料有：
(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℃。
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
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥隨著化學(xué)工業(yè)和原子能工業(yè)的迅速發(fā)展，易燃、易爆和帶放射性的物質(zhì)增多，對閥門密封有了更嚴格的要求，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，金屬材料強度高，耐溫性能強。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，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，同時彌補它彈性較差的缺點，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，增強密封效果，減小壓緊力。
(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。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，這些細微的問題，只能在實踐中體會。

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。下面舉例介紹幾項新材料和新技術(shù)。
(1)液體密封：隨著高分子有機合成工業(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。
    液體對密封件材料的浸潤性對密封也有一定影響。易于浸潤的液體，由于墊片和填料內(nèi)部微孔的毛細作用而易于產(chǎn)生滲透泄漏。
    ④流體的溫度：溫度的高低影響流體的黏度，從而對密封性產(chǎn)生影響。溫度升高，液體黏度下降，亦氣體黏度增大。另一方面，溫度嗨變化常使密封組件產(chǎn)生變形而易于引起泄漏。
    ⑤墊片及填料的材質(zhì)：軟質(zhì)材料由于其在預(yù)緊力作用下易于產(chǎn)生彈性或塑性變形，從而堵塞流體泄漏的通道，因而有利于密封；但軟質(zhì)材料一般不能承受高壓流體的作用。
    密封材料的耐蝕性、耐熱性、致密性、親水性等都對密封有一定影響。
    ⑥密封面比壓：密封面間爭位接觸面上的法向作用力稱密封比壓，密封面比壓的大小是影響墊片或填料密封性的重要因素。通常，通過施加預(yù)緊力在密封面上產(chǎn)生…定比壓，使密封件產(chǎn)生變形以減小或消除密封接觸面間的縫隙，阻止流體通過．達到密封的目的。應(yīng)當(dāng)指出，流體壓力的作用會使密封面比壓產(chǎn)生變化。

    密封面比壓的增加雖有利于密封，但受到密封件材料的擠壓強度的限制；對尤其是動，將使密封面問的壓緊力產(chǎn)生周期性變化，使連接螺栓松弛，從而造成密封失效。引起振動的原因可能是外部的，也可能是由于系統(tǒng)內(nèi)部流體流動而引起的。
    要使密封可靠，必須認真考慮上述諸因素，而密封墊片和填料的制造及選用至關(guān)重要。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥