截止閥的泄漏及密封形式分析

截止閥作為應(yīng)用最為廣泛的截?cái)囝?lèi)閥門(mén)中的一種，起到了快速接通及切斷管路的作用。由于其接觸面損耗過(guò)程較慢等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高溫、高壓等工況條件。截止閥的工作原理是通過(guò)閥桿的上升或下降帶動(dòng)閥瓣上下移動(dòng)進(jìn)而控制截止閥的開(kāi)啟或關(guān)閉，其關(guān)閉的過(guò)程實(shí)際上是通過(guò)對(duì)閥瓣施加的密封力來(lái)使閥瓣與閥座壓緊來(lái)減小密封面的泄漏間隙，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)密封。發(fā)生在截止閥上的泄漏有外漏和內(nèi)漏之分，其中外漏指的是流體介質(zhì)從截止閥的內(nèi)部泄漏到截止閥的外部空間；內(nèi)漏指的是截止閥密封副閉合不嚴(yán)密，在閥瓣與閥座接觸面間所產(chǎn)生的泄漏。在密封副的間隙中，有很多的微小的泄漏通道，內(nèi)漏主要是通過(guò)這些毛細(xì)管狀的微通道發(fā)生。在實(shí)際應(yīng)用中截止閥的內(nèi)漏是最為常見(jiàn)的泄漏，它是評(píng)價(jià)一個(gè)截止閥優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于截止閥這類(lèi)截?cái)囝?lèi)閥門(mén)來(lái)說(shuō)，發(fā)生內(nèi)漏即意味著截止閥失去了使用價(jià)值，所以本文主要研究的是截止閥的內(nèi)漏性能，即密封副的密封性能。

截止閥密封副在閥瓣與閥座接觸材料上有硬密封和軟密封之分。其中，硬密封為硬對(duì)硬的金屬材料密封，即閥瓣和閥座為兩金屬材料相接觸，而軟密封則為軟對(duì)硬的非金屬對(duì)金屬密封，通常為非金屬軟材料的閥瓣與金屬硬材料的閥座相接觸來(lái)保證密封。在使用中硬密封存在著一些缺點(diǎn)，一方面由于金屬材料密封面必須的密封比壓比較高，所以需要很大的密封力才能保證密封副的密封，這在一定程度上加大了操作力矩；另一方面是因?yàn)闅怏w介質(zhì)中含有的一些固態(tài)雜質(zhì)顆粒，在高壓、高速的情況下，會(huì)對(duì)硬密封面造成沖刷破壞使密封面造成損傷，造成密封副密封性失效。軟密封非金屬材料易發(fā)生壓縮形變從而能有效減小泄漏微通道，很大程度上減小了截止閥的所需密封力。但在過(guò)去，由于受到軟密封材料強(qiáng)度低、高壓環(huán)境下易發(fā)生老化、穩(wěn)定性能受介質(zhì)的影響較大等因素影響，軟密封截止閥并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。隨著新技術(shù)的研 第一章緒論發(fā)以及新材料的應(yīng)用，軟密封技術(shù)不斷被改進(jìn)，新興的軟密封非金屬材料在提高了自身強(qiáng)度的同時(shí)，對(duì)高壓氣體介質(zhì)中的雜質(zhì)顆粒敏感程度又有所降低，在實(shí)際使用中軟密封截止閥已經(jīng)能夠勝任許多不同工況條件下的工作，與以往常用的硬密封相比已經(jīng)顯現(xiàn)出了其優(yōu)越的性能。