阀门的密封性分析

1祝奉献 2 吴希盼

（1万纳神核控股集团有限公司2中国核电工程有限公司华东分公司，浙江 嘉兴 314300）

阀门是各种管网系统的重要组成部分，一旦出现泄漏不仅会使工业生产受到一定影响，还会危及人民群众的生命财产安全，有时甚至会影响到社会的和谐稳定，所以工作人员要高度重视阀门的密封性。为了保障系统的稳定运行，对于阀门的密封性能提出了愈来愈高的要求。下面文章将会对阀门的密封形式进行具体的分析。

一、阀门泄漏因素

（一）阀门填料的泄漏

阀杆和填料彼此之间会形成相对运动的状态，这会体现在阀门的使用过程中。阀门开关的次数越多，运动也会越多。再加上温度、压力等的作用就会大幅度增加阀门填料泄漏的可能性，在这段时间里填料的压力会逐步降低，从而老化，弹性也会降低。而压力介质会从填料与阀杆的接触间隙向外泄漏，这种问题如果没有得到妥善解决，随着时间的流逝，就形成了填料吹走、阀杆脱离沟槽等问题，使泄漏面越来越大。

（二）法兰的泄漏

造成法兰泄漏的原因往往不止一个方面，比如密封垫片的压紧力不够、结合面的粗糙度与要求相差一定距离、垫片变形等，从而造成了密封垫片和法兰没有达到完全充分接触而出现了缝隙，泄漏也就随之产生了。同时导致法兰面密封不严的原因还有螺栓变形或伸长、垫片老化、回弹力下降、龟裂等，这些同样能产生泄漏。

（三）密封面的泄露

密封面的泄露往往是阀门泄露的主要原因，而导致密封面泄露的因素很多，包括密封面加工精度不够、运输或安装过程造成的密封面损伤、阀芯材质对管道内的温度和压力等的不适用而产生的裂纹、管道内杂质造成密封面无法完全闭合等。

二、阀门的密封形式

阀门的密封形式可以大致分为以下两种形式：接触密封、非接触密封。靠密封力使密封面相互靠紧、接触并嵌入以减小或消除间隙的各类密封为接触密封，例如：阀座密封面、填料与阀杆及法兰密封等。密封面间预留固定的装配间隙，无需密封力压紧密封面的各类密封为非接触密封。根据接触密封副相对运动可以分为动密封和静密封。动密封既包括接触型，也包括非接触型。与动密封相比，静密封从总体上来看都属于接触密封。

三、密封原理

阀门密封主要任务是为了防止泄露发生。而阀门泄露的原因来自多个方面，主要有：密封副存在的间隙以及密封副两侧的压差。影响阀门密封性能的主要原因就是密封副的间隙问题。所以阀门密封原理主要是采用各种方式来降低其泄漏。

波峰间距离的波纹度，分散于波形表面的较小的粗糙度是阀门表面的构成。如果能够降低或是避免了介质泄漏问题，则能够进一步将阀门的密封性能再次提升。理想的状况使密封表面间的间隙要小于流体分子直径，但是实际中往往存在一些问题，很难达到这个理想的要求。也就是说，阀门表面结构金属即便打磨十分精细，但它的粗糙程度依然无法达到理想预期，并且远高于水分子直径。通过理论支持与实际经验累积，可知，利用提高密封面精细度的措施并不能有效地作用于阀门的密封性。通过加大比压，对于密封面上的微观轮廓峰进行压平，使其产生塑性变形，才能保证间隙变小，最终达到对于流体的密封效果。

四、影响阀门密封性能的因素

（一）密封副结构

密封副的结构并不是绝对刚性的。如果受到温度的变化，或者是外力等因素的影响，密封副的结构就会出现一定的变化，从而对于密封副之间的相互作用力产生不利的影响，最终降低了阀门的整体密封性能。因此，为了有效避免因密封副结构变化而降低阀门的密封性能，应当确保密封件具有弹性变形能力。

（二）密封副质量

密封副的质量同样会影响阀门的整体密封性能。具体来讲密封副质量的高低，主要是由材料选择、匹配以及制造精度来决定的。就材料选择方面而言，为了提高阀门的整体密封性能，在阀门阀杆填料函密封结构形式已经确定的前提下，应当尽可能的选择摩擦系数小、弹性好以及耐腐蚀性强的密封填料。当阀瓣与阀座密封面吻合度比较高时，就会在一定程度上增加流体的阻力，从而提高了阀门的密封性。

（三）密封面比压

密封面比压对于阀门的密封性能也会产生一定的影响。比压的大小不仅会影响阀门的密封性能，还会对其使用寿命产生直接的影响。比压的大小是由阀前与阀后的压力差以及外加密封力所决定的。通常情况下，比压过小，容易引起阀门泄漏现象的发生；比压过大，阀门容易受到损坏。因此，为了保证阀门的密封性能，应当在设计的过程中，综合考量多方面的影响因素，确定出最合理的比压大小。

（四）介质的物理性质

在阀门的应用过程中，介质的物理性质对其密封性能会产生一定的影响。介质的物理性质可以大致分为三个方面，即粘度、温度以及亲水性等。

通常来讲，气体的粘度要小于液体的粘度，气体的渗透能力要强于液体。因此，除了饱和蒸汽以外，压缩气体比液体更容易发生泄漏。对于阀门进行密封试验时，运用气体做试验，要比液体做试验严格。尤其是用于气体介质的阀门，一定要运用气体来进行试验。

五、增强阀门密封性能的相关措施

阀门密封性能非常重要，下面就对这个问题提出了增强阀门密封性的措施。对能够影响其密封性的因素进行了具体的分析。首先，要做好防泄漏问题。在选材上要在应力范围之内，合理增加比压，将密封面上微观高峰压平，生产弹性塑性变形，保证密封面间歇变小来增强阀门的密封性能。其次，在密封副采用油脂密封的时候，还要保证油膜的完好性，这样对提高阀门的密封性也有很大帮助。再次，密封件之间要有弹性变形。最后，要注重对阀门的选材，这对其系统的稳步运行有着直接影响。应选择弹性、延展性、耐腐蚀性好的材料。

结语

为了保障系统的稳定运行，阀门作为重要的流体控制设备，应当注重对于密封性能的提高。文章首先分析了阀门的密封形式，在此基础上，探讨了阀门的主要密封原理，并介绍了影响密封性能的主要因素，从而提出增强阀门密封性能的相关措施，相信在工作人员的不懈努力下，我国的阀门的泄漏问题就会得到更好的处理，做好密封处理，使其在的运行中发挥更大的作用。