管道阀门上截止阀阀杆轴向密封力分析

阀门关键词：管道阀门  高压球阀  球阀阀杆

   管道阀门中高压球阀在不同密封型式下轴向力的计算及其确定并加以论证,分析了高压球阀的密封机理和密封面加工精度对截止阀轴向力的影响以及密封副材料的选用。

    1、概述

    高压球阀密封副材料通常为金属对金属,为了使高压球阀关闭时密封严密,必须提高密封面的加工精度和粗糙度等级,并且对密封面施加非常大的轴向密封力。然而,轴向密封力并非越大越好。有一种观点认为超高压截止阀(≥300MPa)应为塑性法密封,且大都采用锥面线性密封。所谓塑性法密封,就是密封面的密封比压等于密封副软材料的屈服极限,使结合面紧密接触,利用软材料的塑变而堵塞硬件表面的不平处,形成近似理想平面,并产生等于软材料屈服极限的反力而保持密封。

    2、轴向力分析

    阀杆轴向力主要取决于密封面的总作用力,阀门设计中确定密封面总作用力的关键参数是密封比压。但是在高压球阀的锥面线密封情况下,其轴向力Q在无介质压力关闭时所产生的密封比压q是否可以大于密封副软材料的屈服极限δs,在有介质压力关闭时的密封比压q是否一定等于δs,本文将讨论q的合适值。

    3、结语

    高压球阀的密封机理分狭面弹塑性密封和线密封两种型式。由于阀座(或阀瓣)密封面塑性变形后的表面冷作硬化现象,所以轴向力的增加与阀座密封面宽度的增加并不成正比关系。口径1/2in.(15mm)以上高压球阀的密封副材料以采用HIP处理的WC硬质合金为宜,密封面必须有很高的粗糙度等级,而轴向力计算公式具有一定的使用范围。