截止閥的泄漏及密封形式分析

截止閥作為應用最為廣泛的截斷類閥門中的一種，起到了快速接通及切斷管路的作用。由于其接觸面損耗過程較慢等特點，廣泛應用于高溫、高壓等工況條件。截止閥的工作原理是通過閥桿的上升或下降帶動閥瓣上下移動進而控制截止閥的開啟或關(guān)閉，其關(guān)閉的過程實際上是通過對閥瓣施加的密封力來使閥瓣與閥座壓緊來減小密封面的泄漏間隙，進而實現(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)漏主要是通過這些毛細管狀的微通道發(fā)生。在實際應用中截止閥的內(nèi)漏是最為常見的泄漏，它是評價一個截止閥優(yōu)劣的標準，對于截止閥這類截斷類閥門來說，發(fā)生內(nèi)漏即意味著截止閥失去了使用價值，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，而軟密封則為軟對硬的非金屬對金屬密封，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保證密封。在使用中硬密封存在著一些缺點，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；另一方面是因為氣體介質(zhì)中含有的一些固態(tài)雜質(zhì)顆粒，在高壓、高速的情況下，會對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。但在過去，由于受到軟密封材料強度低、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，軟密封截止閥并沒有得到廣泛應用。隨著新技術(shù)的研 第一章緒論發(fā)以及新材料的應用，軟密封技術(shù)不斷被改進，新興的軟密封非金屬材料在提高了自身強度的同時，對高壓氣體介質(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。