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關于閥門的密封原理盡在本篇

發表時間：2022-4-15, 編寫人:上海川滬閥門有限公司

對閥門密封性能的要求，要從防止泄漏的角度出發。根據閥門泄漏的部位和程度不同，導致其泄漏的情況不同，因此，需要提出不同的防漏措施。

閥門密封性原理

密封就是防止泄漏，那么，閥門密封性原理也是從防止泄漏的角度來研究的。造成泄漏的原因主要有兩個：一個是影響密封性能的主要的因素，即密封副之間存在著間隙；另一個則是密封副的兩側之間存在壓差。閥門密封性原理需要從液體的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的密封原理和閥門密封副四個方面來分析。

1.液體的密封性

液體的密封性是通過液體的黏度和表面張力來表現的。當閥門泄漏的毛細管充滿氣體時，表面張力可能對液體產生排斥，或者將液體引進毛細管內，這樣就形成了相切角。當相切角小于90°時，液體將被注入毛細管內，此時就會發生泄漏。發生泄漏的原因在于介質的性質不同。用不同的介質，如水、空氣或煤油等做試驗，在條件相同的情況下，會得出不同的結果。而當相切角大于90°時，也會發生泄漏，這與金屬表面上的油脂或蠟質薄膜有關系。一旦這些表面上的薄膜被溶解掉，金屬表面的特性就會發生變化，原來被排斥的液體就會潤濕表面而發生泄漏。針對上述情況，根據泊松公式，可以通過減小毛細管直徑和提高介質黏度來實現防止泄漏或減少泄漏量的目的。

2.氣體的密封性

根據泊松公式，氣體的密封性與氣體分子和氣體的黏度有關。泄漏與毛細管的長度和氣體的黏度成反比，與毛細管的直徑和驅動力成正比。當毛細管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時，氣體分子就會以自由的熱運動流進毛細管。因此，做閥門密封試驗時介質必須使用水，這樣才能起到密封的作用，用空氣或其他氣體則不能起到密封的作用。即使通過塑性變形的方式，將毛細管直徑減小到氣體分子以下，仍然不能阻止氣體的流動。原因在于氣體仍然可以通過金屬壁擴散。所以在做氣體試驗時，一定要比液體試驗更加嚴格。

3.泄漏通道的密封原理

閥門的密封由散布在波形面上的不平整度和波峰間距離的波紋度構成粗糙度兩部分實現。在我國大部分金屬材料的單性應變力都較低的情況下，如果要達到密封的狀態，就需要對金屬材料的壓縮力提出更高的要求，即材料的壓縮力要超過其彈性。因此，在進行閥門設計時，密封副要結合一定的硬度差來匹配，在壓力的作用下，就會產生一定程度的塑性變形密封的效果。如果密封表面都是金屬材料，那么表面不平整的凸出點就會早出現，在初只需要用較小的載荷就可以使這些不平整的凸出點產生塑性變形。當接觸面積增大時，表面的不平整就會變成塑性-彈性變形。這時，處于凹處的兩面就會存在粗糙度。應施加能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷，以使兩表面接觸緊密，并且應沿著連續線和環向方向施加載荷。

4.閥門密封副

金屬密封面在使用過程中容易受到介質腐蝕、顆粒磨損、汽蝕和沖蝕等的損害。如果磨損顆粒的尺寸比表面不平整度小，在密封面磨合時，其表面精度就會得到改善，而不會變差；相反，則會使表面精度降低。因此，在選擇磨損顆粒時，要綜合考慮其材料、工況、潤滑性和對密封面的腐蝕情況等因素。在選擇密封件時，應綜合考慮影響其性能的各種因素，這樣才能起到防止泄漏的作用。