阀门密封技术研究现状及发展趋势分析

张春岐

哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司 黑龙江哈尔滨 150000

阀门是一种应用十分广泛的机械零件，在现代生产和生活中的作用越来越显著，无论是高端的科技领域还是日常的普通生活都离不开它。正是因为阀门应用的广泛性，使得阀门的种类非常多，结构也不尽相同，这样也给阀门的维护保养带来一定的问题。阀门的种类虽然繁多，但是基本的作用却是一致的，那就是连通或者截断介质流。因此，阀门的密封问题就显得十分突出。要保证阀门能够良好的截断介质流，不发生泄漏，就要保证阀门的密封完好。而造成阀门泄漏的原因很多，包括结构设计上的不合理、密封接触面有缺陷、阀体与阀盖间的配合不紧密等等，所有这些问题都可能导致阀门密封不好，从而产生泄漏问题。所以，阀门密封技术是关系到阀门性能和质量的一项重要技术，需要进行系统深入的研究。

1 关于阀门密封技术的研究

在阀门密封技术的长远发展中，阀门密封技术逐渐分为两类，在静止的截面之间进行的静密封以及不让阀内的介质随阀杆运动而泄漏的动密封。

1.1 静密封

顾名思义，进行密封的两个截面之间是静止的，其密封效果主要是通过各种各样的垫圈来达到的。垫圈材料丰富多样。其一非金属材料，牛皮之类可能会渗透，一般使用还要涂上防渗透材料，正常采用较少；石棉和塑胶的使用相对来说比较普遍，市面上的有耐温耐压较好的石棉橡胶板，塑胶的耐腐蚀性比较强。其二强度高、耐温强的金属材料。其三复合材料，其种类很多，有层合板、复合板等几种，根据实际情况选用，使用较多的是波形及缠绕垫圈等[1]。

1.2 动密封

动密封，是相对于静密封来说的，阀内的介质在阀杆相对运动过程时进行的密封行动。其密封效果主要是通过使用填料函。填料函有许多形式，其中基本形式有压盖式和压螺母式两种。第一种，最常见的是压盖式，再往下从压紧螺栓可细分为双头螺栓及活节螺栓等，从压盖可细分为整体式以及组合式。第二种，外形小巧的压紧螺母式，其也是用于较小的阀门，压紧力受到限制。为了阻止介质外漏，填料必须要达到一定要求。例如不易腐蚀、密封性好、适应温度和压力变化、摩擦小等。不同种类的填料具有各自的性质特点、适用范围，市面上的填料有石棉盘根、塑料成型填料等[2]。

2 概述

作为广泛应用于电力、石油、化工、环保等行业的机械零件，近年来阀门逐渐向大型化、自动化、高性能化、高参数化发展。随着阀门的使用工况越来越复杂，其密封性能作为重要技术性能指标，也受到广泛关注。阀门的种类多结构多样，为达到截断介质流动，不发生泄漏的目的，阀门需要在各种复杂工况下都能保证长时间、高质量的密封。阀门密封失效的原因有很多，如阀门结构设计的不合理、阀门密封面存在缺陷、紧固件发生松动、密封填料在高温情况下失效等等。这些问题都可能导致阀门出现密封效果问题，从而引起介质的泄漏，随着工业技术的发展，阀门对密封性能的要求也越来越高，不仅要求阀门具有高耐磨性、较强的抗腐蚀性能，还要求阀门在高温、高压及低温等复杂工况下仍可长时间的保证高密封性[3]。

3 阀门密封技术的展望

随着科技的不断发展，对阀门的要求也越来越高，因此阀门密封技术也在不断发展，新的密封材料和技术也在不断出现。主要体现在以下几个方面：①生料密封。何谓生料？就是高分子有机化合物在烧制成品之前的材料。生料具有质地柔软的特性，可以产生单分子膜效应。生料在使用时可以自由成形，并且只要一有压力，就会形成一个均匀的环形膜，这个环形膜起到了密封作用。生料使用起来十分方便，可以做成一定的形状，更换容易和密封效果良好[4]。②液体密封。液体密封是指利用液态密封胶来实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于静密封。在液体密封中，主要利用了液态密封胶的单分子膜效应，使其在适当压力下像垫圈一样地起作用。③波纹管密封。波纹管密封是指利用波纹管实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于动密封。在波纹管密封中，波纹管的两端通常与别的零件固定在一起，因此当阀杆运动时，波纹管会产生伸缩，只要波纹管自身保持完好，介质就不会发生泄漏，从而就可以实现阀门的密封。这种阀门密封技术主要应用于化学工业上面，针对无法使用填料密封的场合[5]。

4 结语

随着我国工业水平的进一步发展，阀门的使用工况复杂程度越来越高，这促使了阀门密封技术的快速发展，更多的密封材料、密封结构会得到广泛的运用。综合当前阀门使用工况对其密封面提出的要求，分析了阀门密封技术的研究现状，可以作为阀门密封设计和修复过程的借鉴。