阀门的静密封及常用到几种密封圈
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.
垫圈材料
(1)非金属材料:如纸,麻,牛皮,石棉制品,塑料,橡胶等.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.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.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.
(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.
(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.
常用垫圈性能
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.
(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.
(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.
(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.
(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.
(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.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.
(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.
(7)金属异性垫圈:透镜垫圈:有自紧作用,使用于高压阀门.椭圆形垫圈:也属于高压自紧垫圈.锥面双垫圈:用于高压内自紧密封.
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.
(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.
(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.
(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.
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.
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.
(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.
(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.
(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.
(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.这类垫圈,国外已经大量生产和使用.
