閥門密封技術研究現狀及發展趨勢分析

張春岐

哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

閥門是一種應用十分廣泛的機械零件，在現代生產和生活中的作用越來越顯著，無論是高端的科技領域還是日常的普通生活都離不開它。正是因為閥門應用的廣泛性，使得閥門的種類非常多，結構也不盡相同，這樣也給閥門的維護保養帶來一定的問題。閥門的種類雖然繁多，但是基本的作用卻是一致的，那就是連通或者截斷介質流。因此，閥門的密封問題就顯得十分突出。要保證閥門能夠良好的截斷介質流，不發生泄漏，就要保證閥門的密封完好。而造成閥門泄漏的原因很多，包括結構設計上的不合理、密封接觸面有缺陷、閥體與閥蓋間的配合不緊密等等，所有這些問題都可能導致閥門密封不好，從而產生泄漏問題。所以，閥門密封技術是關系到閥門性能和質量的一項重要技術，需要進行系統深入的研究。

1 關于閥門密封技術的研究

在閥門密封技術的長遠發展中，閥門密封技術逐漸分為兩類，在靜止的截面之間進行的靜密封以及不讓閥內的介質隨閥桿運動而泄漏的動密封。

1.1 靜密封

顧名思義，進行密封的兩個截面之間是靜止的，其密封效果主要是通過各種各樣的墊圈來達到的。墊圈材料豐富多樣。其一非金屬材料，牛皮之類可能會滲透，一般使用還要涂上防滲透材料，正常采用較少；石棉和塑膠的使用相對來說比較普遍，市面上的有耐溫耐壓較好的石棉橡膠板，塑膠的耐腐蝕性比較強。其二強度高、耐溫強的金屬材料。其三復合材料，其種類很多，有層合板、復合板等幾種，根據實際情況選用，使用較多的是波形及纏繞墊圈等[1]。

1.2 動密封

動密封，是相對于靜密封來說的，閥內的介質在閥桿相對運動過程時進行的密封行動。其密封效果主要是通過使用填料函。填料函有許多形式，其中基本形式有壓蓋式和壓螺母式兩種。第一種，最常見的是壓蓋式，再往下從壓緊螺栓可細分為雙頭螺栓及活節螺栓等，從壓蓋可細分為整體式以及組合式。第二種，外形小巧的壓緊螺母式，其也是用于較小的閥門，壓緊力受到限制。為了阻止介質外漏，填料必須要達到一定要求。例如不易腐蝕、密封性好、適應溫度和壓力變化、摩擦小等。不同種類的填料具有各自的性質特點、適用范圍，市面上的填料有石棉盤根、塑料成型填料等[2]。

2 概述

作為廣泛應用于電力、石油、化工、環保等行業的機械零件，近年來閥門逐漸向大型化、自動化、高性能化、高參數化發展。隨著閥門的使用工況越來越復雜，其密封性能作為重要技術性能指標，也受到廣泛關注。閥門的種類多結構多樣，為達到截斷介質流動，不發生泄漏的目的，閥門需要在各種復雜工況下都能保證長時間、高質量的密封。閥門密封失效的原因有很多，如閥門結構設計的不合理、閥門密封面存在缺陷、緊固件發生松動、密封填料在高溫情況下失效等等。這些問題都可能導致閥門出現密封效果問題，從而引起介質的泄漏，隨著工業技術的發展，閥門對密封性能的要求也越來越高，不僅要求閥門具有高耐磨性、較強的抗腐蝕性能，還要求閥門在高溫、高壓及低溫等復雜工況下仍可長時間的保證高密封性[3]。

3 閥門密封技術的展望

隨著科技的不斷發展，對閥門的要求也越來越高，因此閥門密封技術也在不斷發展，新的密封材料和技術也在不斷出現。主要體現在以下幾個方面：①生料密封。何謂生料？就是高分子有機化合物在燒制成品之前的材料。生料具有質地柔軟的特性，可以產生單分子膜效應。生料在使用時可以自由成形，并且只要一有壓力，就會形成一個均勻的環形膜，這個環形膜起到了密封作用。生料使用起來十分方便，可以做成一定的形狀，更換容易和密封效果良好[4]。②液體密封。液體密封是指利用液態密封膠來實現閥門密封的一種密封技術，它一般用于靜密封。在液體密封中，主要利用了液態密封膠的單分子膜效應，使其在適當壓力下像墊圈一樣地起作用。③波紋管密封。波紋管密封是指利用波紋管實現閥門密封的一種密封技術，它一般用于動密封。在波紋管密封中，波紋管的兩端通常與別的零件固定在一起，因此當閥桿運動時，波紋管會產生伸縮，只要波紋管自身保持完好，介質就不會發生泄漏，從而就可以實現閥門的密封。這種閥門密封技術主要應用于化學工業上面，針對無法使用填料密封的場合[5]。

4 結語

隨著我國工業水平的進一步發展，閥門的使用工況復雜程度越來越高，這促使了閥門密封技術的快速發展，更多的密封材料、密封結構會得到廣泛的運用。綜合當前閥門使用工況對其密封面提出的要求，分析了閥門密封技術的研究現狀，可以作為閥門密封設計和修復過程的借鑒。