影響墊片及填料密封的因素
影響墊片及填料密封的因素主要有如下幾點(diǎn):
1、密封面的表面狀況:
密封面的形狀及表面粗糙度對密封性有一定影響,表面光滑有利于密封。軟質(zhì)墊片由于其易于變形因而對表面狀況不敏感,而對硬質(zhì)墊片來說,表面狀況影響極大。
2、密封面的接觸寬度:
密封面與墊片或填料的接觸寬度越大,則流體泄漏所需通過的路徑越長,流阻損失也越大,因而有利于密封。但在相同的壓緊力下,接觸寬度越大,則密封比壓將減小。所以,要根據(jù)密封件的材質(zhì)情況尋求適宜的接觸寬度。
3、流體的性質(zhì):
液體的黏度對填料及墊片的密封性有很大影響,黏度大的流體由于其流動(dòng)性差而易于密封。液體的黏度遠(yuǎn)大于氣體,因而液體較氣體易于密封。飽和蒸汽由于它會(huì)凝析出液滴而阻塞密封面間泄漏的通道,因而比過熱蒸汽易于密封。流體的分子體積越大,越易于被狹窄的密封間隙所阻塞,從而易于密封。液體對密封件材料的浸潤性對密封也有一定影響。易于浸潤的液體,由于墊片和填料內(nèi)部微孔的毛細(xì)作用而易于產(chǎn)生滲透泄漏。
4、流體的溫度:
溫度的高低影響液體的黏度,從而對密封性產(chǎn)生影響。溫度升高,液體黏度下降,亦氣體黏度增大。另一方面,溫度的變化常使密封組件產(chǎn)生變形而易于引起泄漏。
5、墊片及填料的材質(zhì):
軟質(zhì)材料由于其在預(yù)緊力作用下易于產(chǎn)生彈性或塑性變形,從而堵塞流體泄漏的通道,因而有利于密封;但軟質(zhì)材料一般不能承受高壓流體的作用。密封材料的耐蝕性、耐熱性、致密性、親水性等都對密封有一定影響。
6、密封面比壓:
密封面間單位接觸面上的法向作用力稱密封比壓,密封面比壓的大小是影響墊片或填料密封性的重要因素。通常,通過施加預(yù)緊力在密封面上產(chǎn)生一定比壓,使密封件產(chǎn)生變形以減小或消除密封接觸面間的縫隙,阻止流體通過,達(dá)到密封的目的。應(yīng)當(dāng)指出,流體壓力的作用會(huì)使密封面比壓產(chǎn)生變化。密封面比壓的增加雖有利于密封,但受到密封件材料的擠壓強(qiáng)度的限制;對于動(dòng)密封,密封面比壓的增加還將引起摩擦阻力的相應(yīng)增大。
7、外部條件影響:
管道系統(tǒng)的振動(dòng)、連接組件的變形、安裝位置的偏移等原因都會(huì)對密封件產(chǎn)生附加作用力,從而對密封造成不利的影響。尤其是振動(dòng),將使密封面間的壓緊力產(chǎn)生周期性變化,使連接螺栓松弛,從而造成密封失效。引起振動(dòng)的原因可能是外部的,也可能是由于系統(tǒng)內(nèi)部流體動(dòng)而引起的。要使密封可靠,必須認(rèn)真考慮上述諸因素,而密封墊片和填料的制造及選用至關(guān)重要。
提高閥門填料使用壽命的方法
在閥門設(shè)計(jì)或使用經(jīng)驗(yàn)中,升降式閥門填料多為石棉盤根或石墨填料或聚四氟V型填料,但是這幾種填料都受到閥門啟閉次數(shù)的限制,就是隨著閥門啟閉次數(shù)的增加,填料會(huì)磨損,間隙逐漸增大,到一定次數(shù)(據(jù)統(tǒng)計(jì)不會(huì)超過2000次)閥門便會(huì)從填料處產(chǎn)生泄露。泄露后便需要從新壓緊填料壓蓋。這種方案適合閥門啟閉次數(shù)不多的場合。
如果閥門的啟閉次數(shù)頻繁,(如一年啟閉10-30萬次),這無疑增加閥門的使用、維護(hù)成本。有沒有一種能夠在閥門啟閉100-200萬次后,仍然能夠密封的設(shè)計(jì)呢?答案是肯定的。
第一種
在填料下方增加一個(gè)墊圈,在墊圈下邊加一個(gè)彈簧(彈簧的預(yù)緊力需要計(jì)算),當(dāng)填料磨損后,由于彈簧的作用,便會(huì)重新壓緊填料,使其密封。這種辦法目前通過使用檢驗(yàn),只能達(dá)到啟閉50-100萬次不泄露,需要使用方在每年大修時(shí),重新壓緊填料壓蓋,只能減少平時(shí)的維護(hù)。
第二種
就是選用液壓、氣動(dòng)密封技術(shù),改變原來的閥門設(shè)計(jì)思路,在填料處使用油缸密封滑環(huán),增加0型密封圈(需要計(jì)算摩擦力、密封比壓,才能確定滑環(huán)和0型密封圈的數(shù)量)。這種辦法通過使用,能夠達(dá)到啟閉200萬次不泄露,但是0型密封圈要老化,使用時(shí)間只有5年,同時(shí)成本較高。