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发表于 2016-11-29 20:45:31
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- u: E, k' Y: c: _4 ?+ r/ S, o/ V9 p❶动密封填料函形式
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动密封3 r& n% E) _8 `
阀门的动密封,主要是指阀杆密封。不让阀内介质随阀杆运动而泄漏,是阀门动密封的中心课题。6 a6 @; T. _+ F8 N4 j4 P
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目前,阀门动密封,以填料函为主。填料函的基本形式是: q4 d8 |, E' |$ N) Y
8 ]# f2 q& l( ?- S- P6 C! v (1)压盖式
7 X( D/ u7 b( s4 ~ 这是用得最多的形式。
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同一形式又能许多细节区别。例如,从压紧螺栓来说,可分T形螺栓(用于压力≤16公斤/平方厘米的低压阀门)、双头螺栓和活节螺栓等。从压盖来说,可分整体式和组合式。0 C5 R4 K# @" X2 Q5 j
8 ^9 ^% O7 g( s/ X (2)压紧螺母式
+ V% z8 u% U1 W- X9 u4 ~, `$ c 这种形式,外形尺寸小,但压紧力受限制,只使用于小阀门。( M( n" \7 m- T( |/ Y
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填料函内,以填料与阀杆直接接触并充满填料函,阻止介质外漏。对填料有以下要求:; y& p# x+ N4 d! T K# c) L2 K
(1)密封性好;, \& ]* Q( S; L5 E) I: d
(2)耐腐蚀;
7 N/ ?6 w% o3 { (3)磨擦系数小;, p$ ` m/ a/ G
(4)适应介质温度和压力。
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% D$ ^0 c# _7 ^❷动密封常用填料6 q7 O: V- F1 e% a3 }: b9 I4 H
% x3 |6 D& B/ g0 g: T" K3 P1 ?$ P (1)石棉盘根:石棉盘根,耐温和耐腐蚀性能都很好,但单独使用时,密封效果不佳,所以总是浸渍或附加其他材料。油浸石棉盘根:它的基本结构形式有两种,一种是扭制,另一种是编结。又可分圆形和方形。* ^. w% f; B% B
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(2)聚四氟乙烯编织盘根:将聚四氟乙烯细带编织为盘根,有极好的耐腐蚀性能,又可用于深冷介质。
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(3)橡胶O形圈:在低压状态下,密封效果良好。使用温度受限制,如天然橡胶只能用于60℃。5 R. ?" p- t t6 {2 Z" q1 R
p* @7 V* d+ }2 y) F5 F (4)塑料成型填料:一般做成三件式,也可做成其他形状。所用塑料以聚四氟乙烯为多,也有采用尼龙66和尼龙1010的。+ _6 K- x2 N4 h) `& h. B0 I
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此外,使用单位根据自己的需要,常常探索各种有效的填料形式。例如,在250℃蒸气阀门中,用石棉盘根和铅圈交替迭合,漏汽情况就会减轻;有的阀门,介质经常变换,如以石棉盘根和聚四氟乙烯生料带共同使用,密封效果便好些。为减轻对阀杆的磨擦,有的场合,可以加二硫化钼(M0S2)或其他润滑剂。6 O6 S8 p$ M1 _9 P
! t# }3 J8 A7 Q7 E, ~: x+ U+ J 目前,对新颖填料,正进行着探索。例如用聚丙烯腈纤维经聚四氟乙烯乳液浸渍,又经预氧化后,在模具中烧结压制,可以得到密封性能优异的成型填料;又如用不锈钢薄片与石棉制成波形填料,可耐高温、高压与腐蚀。
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❸ 动密封波纹管密封+ `- a% [3 i5 d1 `- U& D# C
随着化学工业和原子能工业的迅速发展,易燃、易爆、剧毒和带放射性的物质增多,对阀门密封有了更严格的要求,有的场合已无法使用填料密封,因此产生了新的密封形式-波纹管密封。这种密封不需填料,所以也叫无填料密封。
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$ p6 f! h3 r. [# V- G" u 波纹管的两端,与别的零件焊死的。当阀杆升降时,波纹管伸缩,只要波纹管本身不漏,介质便无法泄出。为保险起见,往往采用波纹管与填料的双重密封。
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. {& ~, v5 n# t) C% w❹静密封垫圈材料
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. H, t1 M5 I" p* w1 O8 t0 ^- j静密封/ m8 [. P& w) p6 e; e6 g; l
静密封通常是指两个静止面之间的密封。密封办法主要是使用垫圈。$ F5 l: n8 u$ R# x7 j
& E) S( I! d3 o M" I垫圈材料& k5 j% g, b& Q
(1)非金属材料:如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等) r4 m9 L* i; ~. j2 l
纸、麻、牛皮之类,有毛细孔,易渗透,使用时须浸渍油、蜡或其他防渗透材料。一般阀门很少采用。
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石棉制品,又有石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。其中石棉橡胶板结构致密,耐压性能好,耐温性能也很好,在阀门本身和阀门与管子的法兰连接中,使用极为广泛。. n/ }, S+ w* s9 ]/ D4 i
0 U3 ^0 T7 b- o+ c: I6 A. h0 W 塑料制品,有很好的耐腐蚀性能,使用也较普遍。品种有聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。# Z+ G) j/ V& _8 c5 m# I; ?
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橡胶制品,质地柔软,各种橡胶分别有一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水的能力。品种有天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。) e9 ~# J; k! x/ {8 d8 @
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(2)金属材料:一般地说,金属材料强度高,耐温性能强。但铅并不这样,仅取它耐稀硫酸的特性。常用品种有黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。( P- D' O2 a) B: y) c+ j% W
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(3)复合材料:例如金属包皮(内部石棉)垫圈、组合波形垫圈、缠绕垫圈等。
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❺ 静密封常用垫圈性能
2 X& J9 p! m3 ]0 J使用阀门时,往往根据具体情况,更换原带垫圈。常有垫圈有:橡胶平垫圈、橡胶O形圈、塑料平垫圈、聚四氟乙烯包垫圈、石棉橡胶垫圈、金属平垫圈、金属异形垫圈、金属包皮垫圈、波形垫圈、缠绕垫圈等。9 l( @. c9 Y* C2 |( `+ p: t
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(1)橡胶平垫圈:变形容易,压紧时不费力,但耐压、耐温能力都较差,只用于压力低、温度不高的地方。天然橡胶有一定耐酸碱性能,使用温度不宜超过60℃;氯丁橡胶也能耐某些酸碱,使用温度80℃;丁腈橡胶耐油,可用至80℃;氟橡胶耐腐蚀性能很好,耐温性能也比一般橡胶强,可在150℃介质中使用。
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(2)橡胶O形垫圈:断面形状是正圆,有一定的自紧作用,密封效果比平垫圈好,压紧力更小。
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* N8 a# J# L# b G* y5 G% q% B (3)塑料平垫圈:塑料的最大特点是耐腐蚀性好,大部分塑料耐温性能不好。聚四氟乙烯为塑料之冠,不但耐腐蚀性能优异,而且耐温范围比较宽阔,可在-180℃~+200℃之内长期使用。
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: ~2 n) t* L% l! e% T (4)聚四氟乙烯包垫圈:为了充分发挥聚四氟乙烯的优点,同时弥补它弹性较差的缺点,做成聚四氟乙烯包裹橡胶或石棉橡胶的垫圈。这样,既同聚四氟乙烯平垫圈一样耐腐蚀,又有良好的弹性,增强密封效果,减小压紧力。其断面形状如图4-20所示。* d9 b# {5 U5 T- }2 ?1 C
: E# G7 L% u! R# m: i) L (5)石棉橡胶垫圈:由石棉橡胶板剪成。它的组分是60~80%的石棉和10~20%的橡胶,以及填充剂、硫化剂等。它有很好的耐热性、耐冷性、化学稳定性,而且货源丰富,价格便宜。使用时,压紧力不必很大。由于它能粘附金属,所以最好表面涂一层石墨粉,以免拆卸时费劲。
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石棉橡胶板有四种颜色:灰色,用于低压(牌号XB-200,耐压≤16公斤/平方厘米,耐温200℃);红色,用于中压(牌号XB-350,耐压可达40公斤/平方厘米,耐温350℃);紫红色,用于高压(牌号XB-450,耐压100公斤/平方厘米耐温450℃);绿色,用于油类,耐压性能也很好。, d3 [# ^. r" Q& R
% z, n! `, ^$ }, K* { (6)金属平热圈:铅,耐温100℃;铝430℃;铜315℃;低碳钢550℃;银650℃;镍810℃;蒙乃尔(镍铜)合金810℃,不锈钢870℃。其中铅耐压能力较差,铝可耐64公斤/平方厘米,其他材料可耐高压。
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(7)金属异性垫圈:
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透镜垫圈:有自紧作用,使用于高压阀门。
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( i& n) J% g) D8 O+ n- [, @ 椭圆形垫圈:也属于高压自紧垫圈。
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锥面双垫圈:用于高压内自紧密封。0 Y$ W2 E# `- X0 H
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此外,还有方形、菱形、三角形、齿形、燕尾形、B形、C形等,一般只在高中压阀门中使用。, h0 |7 Z( b! [7 \! K
" d& G) G* r1 ?1 Z" m1 \1 a5 H, b z (8)金属包皮垫圈:金属既有良好的耐温耐压性能,又有良好的弹性。包皮材料有铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维等。$ C$ N( P, e) X% |& T, P1 s
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(9)波形垫圈:具有压紧力小,密封效果好的特点。常采用金属与非金属组合的形式。/ E1 `3 u; S& i% u9 ~8 D) L
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(10)缠绕垫圈:是把很薄的金属带和非金属带紧贴在一起,缠绕成多层的圆形,断面呈波浪状,有很好的弹性和密封性。金属带可用08钢、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、铜、铝、钛、蒙乃尔合金等制作。非金属带材料有石棉、聚四氟乙烯等。2 ~3 a% E7 J* A' e2 ?
W6 \4 }& K/ I- N 以上,讲述密封垫圈性能时,列举了一些数字。必须说明,这些数字跟法兰形式、介质情况和安装修理技术等有密切的关系,有时可以超过,有时达不到,而且耐压和耐温性能,也是互相转化的,例如温度高了,耐压能力往往降低,这些细微的问题,只能在实践中体会。
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❻新材料和新技术% u" c) n8 ?- a( i
) U& Q: l8 E" ?- B$ D: S7 d: D以上介绍的密封垫圈还很不全面,况且密封技术正处于迅猛发展中。下面举例介绍几项新材料和新技术。
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$ l' g2 W$ d' r' ] (1)液体密封:随着高分子有机合成工业的迅猛发展,近年出现了液态密封胶,使用于静密封;这项新技术,通常叫做液体密封。液体密封的原理,是利用液态密封胶的粘附性、流动性和单分子膜效应(越薄的膜自然回复倾向越大),在适当压力下,使它象垫圈一样地起作用。所以对使用着的密封胶,也叫做液体垫圈。
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(2)聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分子有机化合物,它在烧结成制品之前,叫做生料,质地柔软,也有单分子膜效应。用生料做成的带叫生料带,可以卷成盘长期保存。使用时能自由成形,任意接头,只要一有压力,便形成一个均匀地起着密封作用的环形膜。作为阀门中阀体与阀盖间的垫圈,可在不取出阀瓣或闸板的情况下,撬开一缝隙,塞进生料带去就行了。压紧力小,不粘手,也不粘法兰面,更换十分方便。对于榫槽法兰最适宜。聚四氟乙烯生料,还可做成管形和棒状,作密封用。9 c9 R G8 K- H" g: p4 o! {
) P7 w8 G/ J" Z1 m3 R! R (3)金属空心O形圈:弹性好,压紧力小,有自紧作用,可选用多种金属材料,从而在低温、高温和强腐蚀性介质中都能适应。
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( r: b, a% ]* y7 b6 m+ G (4)石墨板密封圈:在人们印象中,石墨是脆性物质,缺乏弹性和韧性,但经过特殊处理的石墨,却是质地柔软,弹性良好。这样,石墨的耐热性能和化学稳定性,便可以在垫圈材料中得以显示;而且这种垫圈压紧力小,密封效果异常优越。这种石墨还能做成带,跟金属带配合,组成性能优异的缠绕垫圈。石墨板密封圈和石墨----金属缠绕垫圈的出现,是高温抗腐蚀密封的重大突破。 |
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