仲崇峰

摘 要：在電站系統(tǒng)中，閥門(mén)是重要的流體控制設(shè)備，電站閥門(mén)的質(zhì)量對(duì)于電站系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，起到了至關(guān)重要的作用。在電站系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，有一部分電站事故是由于電站閥門(mén)出現(xiàn)泄漏所造成的。因此，研究如何提高電站閥門(mén)的性能，降低泄漏問(wèn)題的發(fā)生概率，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。文章在簡(jiǎn)要敘述電站閥門(mén)密封原理的基礎(chǔ)上，對(duì)于引起閥門(mén)泄漏的原因進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)電站閥門(mén)密封性能的相關(guān)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：電站閥門(mén)；密封；泄漏

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了保障電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于電站閥門(mén)的密封性能提出了愈來(lái)愈高的要求。如果閥門(mén)的密封性能不好，就會(huì)出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，不僅影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。電站閥門(mén)的泄漏主要由兩種形式，即內(nèi)漏和外漏。其中，內(nèi)漏問(wèn)題主要發(fā)生在閥座與關(guān)閉件的接觸面上。在填料函以及連接法蘭的墊片處則容易出現(xiàn)外漏問(wèn)題。接下來(lái)，文章將對(duì)于電站閥門(mén)的密封形式、密封原理以及影響密封性能的主要因素進(jìn)行詳細(xì)地分析與探討。

1 電站閥門(mén)的密封形式

電站閥門(mén)的密封形式可以大致分為以下兩種形式：（1）接觸密

封；（2）非接觸密封?？棵芊饬κ姑芊饷嫦嗷タ烤o、接觸并嵌入以減小或消除間隙的各類密封為接觸密封，例如：閥座密封面、填料與閥桿及法蘭密封等。密封面間預(yù)留固定的裝配間隙，無(wú)需密封力壓緊密封面的各類密封為非接觸密封。根據(jù)接觸密封副相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分為動(dòng)密封和靜密封。動(dòng)密封既包括接觸型，也包括非接觸型。與動(dòng)密封相比，靜密封從總體上來(lái)看都屬于接觸密封。受摩擦磨損等因素的限制，通常來(lái)講，接觸型動(dòng)密封具有一定的局限性，僅在密封面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不高的場(chǎng)合得到應(yīng)用。

根據(jù)密封材料的彈性性質(zhì)，還可以將電站閥門(mén)中的接觸型密封劃分為彈性密封與非彈性密封。其中，彈性密封的彈性體是用高分子彈性材料制成的。而非彈性體密封面是用金屬或石墨等非彈性體材料制成的。彈性密封的密封性比較好，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)來(lái)講也不高，但是由于適用的溫度范圍較窄，通常用于參數(shù)不高的密封。非彈性密封對(duì)于加工精度的要求比較高，因此，在溫度方面的使用范圍寬，能夠適用于高參數(shù)密封。

2 電站閥門(mén)的密封原理

閥門(mén)的密封功能主要是為了防止泄漏。閥門(mén)出現(xiàn)泄漏的原因有多個(gè)方面，主要包括以下兩點(diǎn)：（1）密封副之間存在著間隙；（2）密封副的兩側(cè)存在著壓差。其中，密封副之間存在間隙是影響電站閥門(mén)密封性能的主要因素。因此，電站閥門(mén)的基本原理是采用多種方式避免介質(zhì)的泄漏。

電站閥門(mén)的表面結(jié)構(gòu)是由兩部分構(gòu)成的，波峰間距離的波紋度和散布在波形面上非常小的不平整度構(gòu)成的粗糙度。為了提高電站閥門(mén)的密封性能，避免介質(zhì)泄漏，密封表面間的間隙理論上應(yīng)當(dāng)小于流體分子直徑。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，電站閥門(mén)表面結(jié)構(gòu)的金屬即使被精細(xì)地研磨，其糙度仍然大于水分子直徑的三十倍。由此可知，通過(guò)采用降低密封面粗糙度的這一方法，是很難提高電站閥門(mén)的密封性。只能通過(guò)加大比壓，對(duì)于密封面上的微觀輪廓峰進(jìn)行壓平，使其產(chǎn)生塑性變形，才能保證間隙變小，最終達(dá)到對(duì)于流體的密封效果。

3 影響閥門(mén)密封性能的因素

電站閥門(mén)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)受到介質(zhì)的物理性質(zhì)、密封比壓、密封副結(jié)構(gòu)及質(zhì)量等因素的影響，使得電站閥門(mén)的密封性能降低，出現(xiàn)流體的泄漏現(xiàn)象。

3.1 介質(zhì)的物理性質(zhì)

在電站閥門(mén)的應(yīng)用過(guò)程中，介質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)其密封性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。介質(zhì)的物理性質(zhì)可以大致分為三個(gè)方面，即粘度、溫度以及親水性等。

通常來(lái)講，氣體的粘度要小于液體的粘度，氣體的滲透能力要強(qiáng)于液體。因此，除了飽和蒸汽以外，壓縮氣體比液體更容易發(fā)生泄漏。對(duì)于電站閥門(mén)進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)，運(yùn)用氣體做試驗(yàn)，要比液體做試驗(yàn)嚴(yán)格。尤其是用于氣體介質(zhì)的電站閥門(mén)，一定要運(yùn)用氣體來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

受溫度的影響，氣體與液體的粘度也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的粘度會(huì)相應(yīng)的增大，而液體的粘度會(huì)相應(yīng)的減小。與此同時(shí)，溫度的變化還會(huì)引起零件尺寸的改變以及密封副的破壞與松弛。為了有效避免因溫度的變化而對(duì)電站閥門(mén)的密封性能產(chǎn)生影響，可以將閥門(mén)密封副設(shè)計(jì)成具有熱補(bǔ)償性。

接觸表面親水性是影響電站閥門(mén)密封性能的另一個(gè)重要的物理性質(zhì)。就電站閥門(mén)的泄漏現(xiàn)象而言，通常是由于毛細(xì)孔特性所引起的。當(dāng)接觸表面有一層很薄的油膜時(shí)，其親水性就會(huì)受到一定的破壞。因此，為了保證電站閥門(mén)的密封性能，在做密封試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能的除去閥腔內(nèi)密封面上的油脂。

3.2 密封面比壓

密封面比壓對(duì)于電站閥門(mén)的密封性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。比壓的大小不僅會(huì)影響電站閥門(mén)的密封性能，還會(huì)對(duì)其使用壽命產(chǎn)生直接的影響。比壓的大小是由閥前與閥后的壓力差以及外加密封力所決定的。通常情況下，比壓過(guò)小，容易引起電站閥門(mén)泄漏現(xiàn)象的發(fā)生；比壓過(guò)大，電站閥門(mén)容易受到損壞。因此，為了保證電站閥門(mén)的密封性能，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，綜合考量多方面的影響因素，確定出最合理的比壓大小。

3.3 密封副結(jié)構(gòu)

密封副的結(jié)構(gòu)并不是絕對(duì)剛性的。如果受到溫度的變化，或者是外加密封力等因素的影響，密封副的結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)一定的變化，從而對(duì)于密封副之間的相互作用力產(chǎn)生不利的影響，最終降低了閥門(mén)的整體密封性能。因此，為了有效避免因密封副結(jié)構(gòu)變化而降低電站閥門(mén)的密封性能，應(yīng)當(dāng)確保密封件具有彈性變形能力。

3.4 密封副質(zhì)量

密封副的質(zhì)量同樣會(huì)影響電站閥門(mén)的整體密封性能。具體來(lái)講密封副質(zhì)量的高低，主要是由材料選擇、匹配以及制造精度來(lái)決定的。就材料選擇方面而言，為了提高電站閥門(mén)的整體密封性能，在閥門(mén)閥桿填料函密封結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)確定的前提下，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇摩擦系數(shù)小、彈性好以及耐腐蝕性強(qiáng)的密封填料。當(dāng)閥瓣與閥座密封面吻合度比較高時(shí)，就會(huì)在一定程度上增加流體的阻力，從而提高了電站閥門(mén)的密封性。

4 增強(qiáng)電站閥門(mén)密封性能的相關(guān)措施

通過(guò)上文的分析可知，電站閥門(mén)在具體應(yīng)用的過(guò)程中，其密封性能會(huì)受到多方面因素的影響。為了增強(qiáng)電站閥門(mén)密封性能、防止泄漏現(xiàn)象的發(fā)生概率，可以采用以下幾點(diǎn)措施：首先，在材料許用應(yīng)力范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)募哟蟊葔?，將密封面上微觀高峰壓平，生產(chǎn)彈性塑性變形，確保密封面的間隙變小，增強(qiáng)閥門(mén)的密封性能。其次，當(dāng)密封副采用油脂密封時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意確保油膜的完好無(wú)損，從而提高電站閥門(mén)的密封性能。再次，密封件應(yīng)具有一定的彈性變形，以補(bǔ)償溫度及結(jié)構(gòu)變化引起的密封副之間相互作用力的下降。最后，電站閥門(mén)材料的選擇對(duì)各設(shè)備及所在系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用，因此，密封填料應(yīng)選擇具有彈性及延伸性好、耐腐蝕性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小的特性材料。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了保障電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，閥門(mén)作為重要的流體控制設(shè)備，應(yīng)當(dāng)注重對(duì)于密封性能的提高。文章首先分析了電站閥門(mén)的密封形式，在此基礎(chǔ)上，探討了電站閥門(mén)的主要密封原理，并詳細(xì)介紹了影響密封性能的主要因素，從而提出增強(qiáng)電站閥門(mén)密封性能的相關(guān)措施，以供相關(guān)人員參考與借鑒。

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