安全閥的密封面 (1)對密封面的要求 由于大多數(shù)安全閥都在較高的壓力狀態(tài)下運行,這就需要很大的預(yù)緊力,則必須用硬材料密封面,許多安全閥又安裝在高溫受壓設(shè)備上,必須用耐溫的材料,因此,大多數(shù)工業(yè)安全閥都采用金屬材料密封付,對作為密封面的金屬材料基本要求是:有較高強度,可以承受較高密封比壓;有一定的抗沖擊韌性,可以承受閥芯快速起跳回座的沖擊;有較高硬度,可以承受介質(zhì)沖刷;不能生銹,否則很快泄漏;要耐高溫,可以適用蒸汽等介質(zhì),不致高溫變軟;要耐腐蝕,可以承受酸堿等侵蝕。 (2)安全閥密封面常見形式 金屬對金屬的密封有平面密封,錐形密封,球形密封等幾種形式,由于錐形密封要求很高的同軸度,所以通常用在壓力溫度很高的場合,例如:16MPa以上的鍋爐上。球形密封因球體的圓度難加工,球體材料太硬易損傷閥座,又容易碎裂;太軟時,球體又容易凹陷變形。所以一般用在小口徑簡易結(jié)構(gòu)上。因此,金屬平面密封應(yīng)用廣,加工檢修也方便。 (3)安全閥的密封 閥門的質(zhì)量和使用壽命取決于關(guān)閉件密封面的工作期限,而關(guān)閉件的密封面正是安全閥薄弱的環(huán)節(jié)。安全閥幾乎是一個平衡的系統(tǒng),在安全閥中,彈簧或重錘的作用力超過介質(zhì)作用力并不多。由于沒有很大的作用力施加在密封面上,所以安全閥要求的密封性,其條件要比一般截止用的閥門差得多,對于安全閥來說,閥門開啟時的壓力同閥門保持密封的壓力之間的差值受到標準規(guī)定的限制此值并不很大。 安全閥的大泄漏問題早就被設(shè)計者們認為是困難的問題之一,在高壓情況下這個問題尤為突出。運行經(jīng)驗表明:當加在閥桿上的外力超過2000公斤力,以及閥門通徑小于10毫米或大于150毫米時,要保證安全閥的密封性就變得更為困難。 關(guān)閉狀態(tài)下的安全閥的早期泄漏可能是由于下列各種原因而引起的:密封面的機械損傷,閥芯和閥座在裝配時的歪斜,由于周圍介質(zhì)溫度的變化(特別是當安全閥安裝在露天時)而引起的密封面變形,密封面受到工作介質(zhì)中雜質(zhì)的污染等。泄漏的出現(xiàn)引起密封的侵蝕,同時由于介質(zhì)通過密封面產(chǎn)生泄漏,在金屬中造成溫度差,從而引起密封面翹曲,這又促使泄漏增加。由于這些因素相互作用的結(jié)果,后導(dǎo)致安全閥安全不能再繼續(xù)使用。 當安全閥開啟時,密封面同樣受到高速介質(zhì)的侵蝕。這主要發(fā)生在微啟式安全閥中,在這種安全閥打開的間隙處介質(zhì)的流速達到了臨界速度。 在安全閥開啟過以后回座時,再要達到密封就尤其困難,因為截斷介質(zhì)流動所需要的力比維持即有密封所需要的力要大得多。因此,正如從實距中所觀察到的那樣,一個密封相當好的安全閥在發(fā)生動作并回座以后,可能喪失它原有的密封性。大家知道,為了恢復(fù)安全閥的密封性,常常需要暫時施加附加載荷(例如用手按壓閥桿),以便使泄漏停止。 為了恢復(fù)密封性,必須提高比壓力,這可以由下因素加以說明:在安全閥關(guān)閉過程中,工作介質(zhì)壓力作用在閥芯的較大的面積上,而在開啟以前壓力只作為在受密封圈限制的較小的面積上。在截斷介質(zhì)流時,為了造成表面層的分子逆轉(zhuǎn)和克服其它促使流動繼續(xù)下去的表面力(這些力迄今還很少予以研究)從而驅(qū)除間隙中的工作介質(zhì),也需要補充的作用力。為了減少安全閥在關(guān)閉末了和開啟以前受介質(zhì)壓力作用的閥瓣面積的差,應(yīng)當把密封面做得非常窄。但這要求很好的導(dǎo)向機構(gòu)以保證閥瓣準確地回座。除此之外,狹窄的密封面從抗侵蝕作用的觀點來看也是更容易損壞的,因為窄密封面上稍有一些傷痕就會導(dǎo)致劇烈的泄漏,而寬的密封面比起窄的密封而來,開啟壓力對于計算值的偏差可能更大,不應(yīng)采用寬密封面,因為這樣的安全閥開啟時壓力可能大大地超過計算值。 如果說初的密封性是由機械加工工藝來保證的話,那幺以后的密封性就還要取決于安全閥的關(guān)閉特性,以及材料抵抗高速介質(zhì)侵蝕的能力。綜合這些條件就要求采用具有高度耐侵蝕性的材料做密封面。密封的接合,(在安全閥中)是難于實現(xiàn)的。隨著時間的推移,通常都會有某些數(shù)量的介質(zhì)經(jīng)過密封接合處滲出,良好的密封不過是滲出量很小以致可以忽略不計罷了。 經(jīng)過由兩個互相接觸的平面所形成的密封接合處的泄漏量,其大小取決于下列因素:關(guān)閉的密封結(jié)構(gòu)形式,密封圈表面的質(zhì)量,密封面的微觀幾何形狀,密封面的波紋度及其相對于理想平面偏差程度,由于機械或熱變形造成的密封面的不同軸度、不平行度和不垂直度,密封面的寬度,密封面材料及其熱處理狀況,關(guān)閉件內(nèi)外的壓差,在密封面上產(chǎn)生的密封比壓值,介質(zhì)性質(zhì),接觸表面之間有否幫助密封的油脂,過程的特點(是重新建立密封即截斷介質(zhì)流,還是維持已經(jīng)達到的密封性)。密封面的寬度也很有講究,上下密封面不能做得一樣寬狹,否則在回座時要引起泄漏,如果上下密封面由不同的金屬材料制成的話,較硬的材料要做得寬些。如想了解更多安全閥選用請點擊安全閥選用查看, |