摘要：科技时代的到来，加快了科学技术发展的步伐，而电站系统想要获得长远的进步和稳定的发展，那么势必要与时俱进，不断改造，不断进步，确保其电站系统的稳定运行。说到稳定发展，那么首先就要保证电站的安全性能，对其质量有一定的保障，而安全性能与电站阀门密切相关，其密封性能对阀门有着至关重要的影响，因此这也就对其密封性提出了更高的要求，更高的挑战。其密封性能无法得到保障，自然就会发生泄漏现象，那么就会影响设备的稳定运转，甚至造成更为恶劣的后果，其造成的经济损失将会很大，所以工作人员要高度重视电站阀门的密封性。
关键词：阀门密封性；分析；防护措施
一、阀门密封的类型及特点
根据密封的形式，阀门密封通常可以分为接触密封和非接触密封两种形式。接触密封就是借助外力使密封面相互接触、压紧并嵌入，从而消除内部的间隙。非接触密封则无需借助外力即可实现阀门的密封。根据密封面的材料特性，阀门密封又可以分为塑性密封、弹性密封、研合密封和受控膜密封。其中塑性密封是通过塑性的密封面相互接触挤压而实现的密封，这种密封方法具有接触面大、比压分布均匀、加工容易等优点，但可靠性稍差；弹性密封则一般采用线性接触的方式，要求接触面的形状有较精密的加工尺寸，弹性密封具有耐高温高压的优点，但由于弹性形变的变形量不大，因而不具备足够的补偿能力；研合密封是采用经过精密研磨的表面进行密封，虽然研磨面的变形量很小，但由于研磨精度极高，只需使用很小的外力即可实现可靠密封，因此非常适用于高参数密封场合；受控膜密封是通过密封力和液体压力的平衡关系来调节密封间隙的，受控膜可以由电子系统进行控制，也可以由热胀冷缩的自然条件来控制，受控膜密封方式主要用于高速高压场合。
二、电站阀门的密封形式
电站阀门的密封形式可以大致分为以下两种形式：（1）接触密封；（2）非接触密封。靠密封力使密封面相互靠紧、接触并嵌入以减小或消除间隙的各类密封为接触密封，例如：阀座密封面、填料与阀杆及法兰密封等。密封面间预留固定的装配间隙，无需密封力压紧密封面的各类密封为非接触密封。根据接触密封副相对运动可以分为动密封和静密封。动密封既包括接触型，也包括非接触型。与动密封相比，静密封从总体上来看都属于接触密封。受摩擦磨损等因素的限制，通常来讲，接触型动密封具有一定的局限性，仅在密封面相对运动速度不高的场合得到应用。
根据密封材料的弹性性质，还可以将电站阀门中的接触型密封划分为弹性密封与非弹性密封。其中，弹性密封的弹性体是用高分子弹性材料制成的。而非弹性体密封面是用金属或石墨等非弹性体材料制成的。弹性密封的密封性比较好，不但结构简单，价格相对来讲也不高，但是由于适用的温度范围较窄，通常用于参数不高的密封。非弹性密封对于加工精度的要求比较高，因此，在温度方面的使用范围宽，能够适用于高参数密封。
三、影响阀门密封性能的因素
1、介质的物理性质
介质物理性质对其密封性产生的影响较大，在电站阀门的运用过程中，其起到的影响不容忽视，其物理性质分为三方面包括：温度、粘度、亲水性。气体粘度小于液体粘度，而气体渗透力要高于液体的。通过理论可知，不算饱和蒸汽，压缩气体与液体相比较，发生泄漏的情况更为频繁，也更易发生。从理论可知，对电站阀门密封性的测试，如果利用气体将会得到更加精准的结果。而用于气体的电站阀门则用气体做试验是必要条件。
在温度的作用之下，液体，气体的粘度将会发生一些改变。如果温度有所升高，其气体粘度将会变大，液体则与气体相反，粘度相对降低。温度的变化除了对粘度有一定的影响之外，还对零件的尺寸，密封副的松弛均有一定的影响。运用科学合理的措施使阀门密封副有热补偿性能够起到事半功倍的效果，这对减轻温度对电站阀门密封性的作用意义很大。对电站阀门密封性能的另一个极为重要的物理性质就是接触表面亲水性，这个因素也非常重要。毛细孔特性容易引起阀门泄漏现象。对亲水性能的破坏往往是当接触表面存在薄油膜的时候，这时候的破坏易发生。因此，想要获得阀门较高的密封性，尽力消除阀腔内密封面上的油脂很为必要。
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2、密封面比压
对电站阀门密封性能存在影响的另一个因素就是密封面比压。比压大小对电站阀门影响非常大，不但能够影响电站阀门的密封性能，还对其寿命也会有很大影响。比压的大小是由阀前与阀后的压力差以及外加密封力所决定的。比压大将会使电站阀门受到一定损伤，比压小则会造成电站阀门的泄漏。可见，电站阀门密封性与密封面比压有着直接关联，想要保证电站阀门的质量，最好應在设计中将所涉及到的问题全方位进行考量，将影响其密封性的因素也要做整体的估量，从而做出科学合理的比压大小。
3、密封副结构
密封副的结构不是绝对刚性，密封副的结构会受到多种因素影响，比如温度产生变化，外加密封力发生变化等等都会对其造成很大的影响，密封副将会产生相应的变化而密封副之间的作用力产生不利影响，从而使阀门整体密封性能发生变化。所以保证密封件的弹性变形，能够有效避免因密封副的结构改变造成的影响。
4、密封副质量
密封副的质量对电站阀门密封性能的整体有着一定的影响，密封副质量的高低是由多个方面来影响的，包括选择材料、匹配以及制造精度等。从选材而言，想要获得较高的电站阀门的整体密封性，则需要在阀门阀杆填料函密封结构形式被制定的情况下，要选择摩擦系数小的，弹性好的，耐腐蚀性强的密封填料。当阀瓣与阀座密封面温和度高的情况下，就需要在一定的情况下增加流体阻力，这样也可以提高电站阀门的密封性。
四、防护措施
一般说来，通过增大密封力，使密封面产生的塑性变形尽可能大，是提高阀门密封性能的普遍做。然而，要想阀门达到较可靠的密封程度，仅仅靠增加密封力是远远不够的。根据不同的应用场合，本文进一步提出以下防护措施：
①根据密封力产生塑性变形的力学原理，在阀门设计时，可以考虑采用软密封的弹性塑性材料来代替硬度较大的金属材料。以常用的球阀、蝶阀的设计为例，如果将其阀座设计为弹性材料，同时在填料箱增加补偿弹簧，进一步提高塑性形变，从而提高密封度。
②根据吻合度和环向波纹度的原理，应放弃传统的一昧提高表面光洁度的观点，而要把更多的目光聚焦在吻合度和环向波纹度的提高上面来，而这两方面的因素都可以通过精加工车床和科学的工艺来实现。
③根据油脂与水不相溶的原理，可以在油脂的密封阀门设计中，采用油脂对密封副进行处理，通过破坏材料表面的亲水性，使油脂与密封副对水的排斥来进一步增高密封性能。当然，如果被密封介质不是水，也可以选用相应的与其相排斥的材料。
④根据密封面比压对密封的影响机理，比压过大或者过小都不利于提高阀门的密封效果。可以根据密封副的材料特性，适当选用合适的比压来使阀门处于最佳密封状态。不同的材料具有不同的物理特性，自然也有着不同的最佳比压参数。
⑤根据液体的密封性原理，在生产实践中，应尽量减小毛细管的直径以提高密封性能。具体途径有两个，一是增加密封副的研磨平整度，尽可能使研磨表面平滑；二是增加密封副的密封力，通过增大密封副表面的塑性变形来提高密封的可靠性。
⑥根据泄漏通道的密封原理，对于金属密封表面而言，由于不平整的存在会产生较严重的泄漏通道，而金属的弹性形变如果不足以阻塞泄漏通道，可以在密封表面增加一层塑性较好的材料，使两表面之间的通径完全密合。
结束语
在工业化背景下，阀门密封性对保障生产的安全有重要作用。未来的阀门在结构上会更加复杂，甚至不能再用传统的思想去分析其密封原理。因此，只有根据具体的情况对阀门的密封性进行分析，有针对性地提高防护措施，才能达到良好的效果。
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论文作者:樊平,李照,黄志慧
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签：阀门论文; 电站论文; 弹性论文; 密封性论文; 塑性论文; 性能论文; 材料论文; 《防护工程》2018年第29期论文;