閥門密封結構、泄漏原因及改進分析

袁 成

濟寧技師學院，山東濟寧 272000

閥門密封結構、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，改進密封結構是解決問題的關鍵。

閥門；密封結構；泄漏；改進；軟密封墊

1 閥門密封結構概述

閥門密封結構失效是閥門存在的最為普遍問題之一。設計工作中，密封結構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構設計。

2）工作狀態如工作溫度、壓力等不穩定狀況的出現時有發生。

閥門密封結構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。區別在于其密封結構的材料。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，如圓度不合規或表面有損傷；填料配置不符合，如品種、結構尺寸或質量不符合要求等。

2.3泄漏出現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格不符合要求；法蘭結合面結合不好，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 密封結構改進分析

3.1截止閥密封結構改進

3.1.1截止閥密封結構存在的問題分析

2.4 不良妊娠結局情況 高齡組早產發生率8.4%(3 210/38 255)，圍產兒死亡率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)，差異有統計學意義(P<0.05)，OR值1.6和1.1。見表4。

截止閥密封結構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構受損面較小情況。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及結構組織、降低強度，一定程度上影響密封件后續的使用效果。

3.1.2截止閥密封結構改進

硬質密封結構的特點難于修復，經綜合分析考慮，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，以調整墊與壓緊螺母實現軟密封墊的固定。

3.1.3截止閥密封結的改進效果

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

1）僅需更換磨損的密封墊。當閥門出現內漏現象時，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，節約維修成本，縮短維修工期。2）形成有效的密封接合面。在軟質密封墊和硬質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，軟質密封墊完全可以通過調節閥門的絲桿開啟度被壓緊，實現變形補償，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流道，而形成架空密封面的現象；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整。2）選擇合適的調整墊。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生脫落的現象，安裝時應將螺母旋緊以后再適當作放松處理。

3.2蝶閥密封結構改進

3.2.1蝶閥密封結構存在的問題分析

蝶閥的密封要求密封結構始終處于蝶板的正向受壓狀態之下，一旦工作介質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。關閉狀態下供水管網上的蝶閥受壓狀態極其不穩定。受壓的蝶板會變形，并因變形而產生相對位移，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蝶閥密封結構改進

針對蝶閥中的雙向金屬型密封蝶閥的密封結構，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構和彈性薄壁的金屬圈結構配合。閥門狀態處于開啟時，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，為避免發生銹蝕現象，采用不銹耐酸鋼為材料。當閥門狀態處于關閉時，密封副因蝶板結構是球面而調整范圍較寬，蝶版正向受壓與反向受壓均能保證密封效果。

3.2.3蝶閥密封結構的改進效果

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，降低了生產成本，另外改進后的蝶閥開啟力矩平穩，操作時開啟輕便且圈數少，工作強度得以降低，工作效率得以提升。

4 結論

閥門密封結構是閥門的關鍵，為保證閥門良好的使用性能，一直以來，行業領域內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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TQ05

A

1674-6708（2015）147-0115-01