[资料] 重视影响阀门密封性能因素减少泄漏

阀门的密封性能是考核阀门质量优劣的主要指标之一。阀门的密封性能主要包括两个方面，即内漏和外漏。内漏是指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度，考核内漏的标准我国有两个。一个是国家技术监督局1992年12月发布，1993年6月1日开始实施的国家标准GB/T13927-1992《通用阀门 压力试验》。这个标准是参照采用国际标准ISO5208-1982《工业用阀门 阀门的压力试验》制订的；另一个是原机械工业部发布的JB/T9092-1999《阀门的试验与检验》，这个标准是参照API598-1986《阀门的检查和试验》制订的。GB/T13927-1992适用于一般工业用阀门的检验；JB/T9092-1999适用于石油工业用阀门的检验。外漏是指阀杆填料部位的泄漏、中法兰垫片部位的泄漏及阀体因铸件缺陷造成的渗漏，外漏是根本不允许的。如果介质不允许排入大气，则外漏的密封比内漏的密封更为重要。因此，阀门的密封性能应引起生产厂家的重视。


    影响阀门密封性能的因素主要有：


    ①密封面质量；②密封面宽度；③阀前和阀后的压力差；④密封面材料及其处理状态；⑤介质性质；⑥表面亲水性；⑦密封油膜的存在；⑧关闭件的刚性和结构特点。


    ⑴ 密封面质量对阀门密封性能的影响


    阀门的密封面是指阀座与关闭件互相接触而进行关闭的部分。当密封面上的比压在40MPa以下时，密封面的质量对阀门密封性能起决定性作用。这是因为：当密封面上的比压小、表面粗糙度低时，泄漏量迅速增加。当密封面上的比压大时，表面粗糙度对泄漏量影响显著减小。


    ⑵ 密封面宽度对阀门密封性能的影响


    密封面的宽度决定毛细孔的长度。当宽度加大时，流体沿毛细孔的运动行程加长，运动阻力增加。加大密封面宽度可以减小高压阀中的侵蚀磨损。密封面宽度加大后，会引起泄漏行程长度成正比地加大，因而能够按比例地减少泄漏量。但密封面宽度增加，在同样的密封力下，密封比压减小，又会使泄漏的可能性增加。因此，不能无限的增加密封面宽度。


    ⑶ 阀前和阀后的压力差对阀门密封性能的影响


    从理论上分析，阀前、阀后压力差和泄漏量既成正比关系。但试验证明：在其他条件相同的情况下，泄漏量的增长是超过压力差的增长的。泄漏量与压力差之间的关系可以近似的以下式表示：


    G=M（N△P2+S△P）


    式中：M，N，S——常数系数，这些系数取决于材料、密封表面的加工质量、密封面上的比压和其他条件；
    △P——压差。


    ⑷ 密封面材料及其处理状态对阀门密封性能的影响


    密封面材料及其处理状态对阀门泄漏量有很大影响。由于密封面间的剩余间隙的大小取决于密封表面微观不平度，所以，如果使用钢制材料的密封圈，造成相同的密封程度，就必须有较大的比压，其值必然超过用黄铜制的密封圈的比压值。


    与密封有关的表面处理状态，诸如波峰的变形、尺寸和密封间隙的改变以及其他现象都发生在金属表层上，很明显，表层的性能与基体材料性能有明显区别。由加工引起的变化可以影响表层厚度50μm。研磨时，基体金属不露出。工作表层组织不同于金属基体组织。


    材料性能与几何形状及微观几何形状相比影响不大。金属性能的差异，通常小于其他因素的影响。密封面在低压条件下工作时，这种情况更为突出。当比压高于40MPa时，表面粗糙度对密封性能的影响就减小，而材料的影响便增加。