閥門密封墊的案例
【行業知識】閥門密封墊該如何安裝？
密封墊片是機械、設備等經常用得到的密封備件，是起密封作用的材料。從這個定義，我們不難知道密封墊片有多重要了，所以密封墊片如何安裝也就值得我們去重視了。正確的安裝才能保證密封性能，使設備運行順利，反之則會損害密封墊片。接下來，我們具體來看下應該怎么做。
墊片的正確安裝，應在法蘭連接結構或螺紋連接結構、靜密封面和墊片經檢查無疑，其他閥件完好無損的情況下進行。
1、裝墊片前，密封面、墊片、螺紋及螺栓螺母旋轉部位涂上一層石墨粉或石墨粉用機油（或水）調合的泣滑劑，墊片、石墨應保持干凈。
2、墊片安裝在密封面上要逢中、正確，不能偏斜，不能伸入閥腔或擱置臺肩上。
3、安裝墊片只允許裝一片，不允許在密封面間裝兩片或多片來消除兩密封面間的間隙不足。
4、橢圓墊片的密閉應使墊片內外圈相接觸，墊片兩端面不得與槽底相接觸。
5、O形圈的安裝，除圈和槽應符合設計要求外，壓縮量要適當，在保證密封的前提下，壓縮變形率越小越好，可以延長O形圈的壽命。
6、墊片在上蓋前，閥門應處于開啟的位置，以免影響安裝和損壞閥件。蓋時要對準位置，不得用推拉的辦法與墊片接觸，以免墊片發生位移和擦傷。
7、螺栓連接或螺紋連接的墊片的安裝，應使墊片處在水平位置上（螺紋連接的墊片蓋，有扳手位置的不得用管子鉗）。
8、墊片壓緊前，應對壓力、溫度、介質的性質、墊片材料特性了解清楚，確定預緊力。預緊力應保證在試壓不漏的情況下，盡量減小。
9、墊片上緊后，應保證連接件有預緊的間隙，以備墊片泄漏時有預緊的余地。
展開 閥門密封面研磨的基本原理
研磨，在閥門制造過程中是其密封面常用的一種光整加工方法。研磨可以使閥門密封面獲得很高的尺寸精度、幾何形狀粗度及表面粗糙度，但不能提高密封面各表面間的相互位置精度。研磨后的閥門密封面通常可以到的尺寸精度為 0.001~0.003mm；幾何形狀精度（如不平度）為 0.001mm；表面粗糙度為 0.1~0.008。
密封面研磨的基本原理包括研磨過程、研磨運動、研磨速度、研磨壓力及研磨余量五個方面。
1 研磨過程
研具與密封圈表面很好地巾合在一起，研具沿貼合表面作復雜的研磨運動。研具與密封圈表面間放有研磨劑，當研具與密封圈表面相對運動時，研磨劑中的部分磨粒在研具與密封圈表面間滑動或滾動，切去密封圈表面上很薄的一層金屬。密封圈表面上的凸峰部分首先被磨去，然后漸漸達到要求的幾何形狀。
研磨不僅是磨料對金屬的機械加工過程，同時還有化學作用。研磨劑中的油脂能使被加工表面形成氧化膜，從而加速了研磨過程。
2 研磨運動
研具與密封圈表面相對運動時，密封圈表面上每一點對研具的相對滑動路和都應該相同。并且，相對運動的方向應不斷變更。運動方向的不斷變化使每一磨粒不會在密封圈表面上重復自己運動軌跡，以免造成明顯的磨痕而增高密封圈表面的粗糙度。此外，運動方向的為斷變化不能使研磨劑分布得比較均勻，從而較均勻地切去密封圈表面的金屬。
研磨運動盡管復雜，運動方向盡管大變化，但研磨運動始終是沿著研具與密封圈表面的貼合表面進行的。無論是手工研磨或機械研磨，密封圈表面的幾何形狀精度則主要受研具的幾何形狀精度及研磨運動的影響。
3 研磨速度
研磨運動的速度越快，研磨的效率也越高。
展開 閥門密封比壓計算式的探討
，實例的采集雖然帶有偶然性，但是都達到了閥門密封的基本要求，可見必須比壓計算公式并不完全排斥胡克定律，只是由于各自的原理和曲線走向，事實上形成了不同的適用范圍。
閥門密封比壓計算式的探討
這不僅決定了密封面不能密封，而且低于公稱壓力時都不能密封。現場檢測表明，產品密封面表面的研磨粗糙度Ra 02~04 μm，經由介質壓力擠壓，ε=015~03 μm，實現了密封。
（2）密封面寬度bm
必須比壓定義是為實現密封在密封面上所必須達到的最小壓應力，因此無論密封面寬窄其必須比壓總是不變的。但是在必須比壓計算式（1）中，當密封面寬度增加時必須比壓計算值卻降低了（表1），這與定義是不一致的。如按胡克定律分析，密封面寬度與密封力比壓無關。以J41T-25Q-DN150閥門為例，取a=04 μm，ε=03 μm，L=2 mm，銅合金密封面寬度bm分別為7 mm和35 mm［1］、［2］。經實際使用，bm=35 mm時閥門同樣能長期有效實現密封。
表1密封面寬度和必須比壓
在日常裝配試驗過程中，經常可以看到密封面表面的壓痕印跡沒有達到設計寬度，即吻合度不及65 %，但并不影響其完成密封性能測試。以H41W-16T-DN32閥門為例，閥體密封面為球形截面線密封，球面半徑r=1 mm，L=15 mm，表面粗糙Ra06~10 μm，密封試驗抽檢合格率100 %，而在低介質壓力10 MPa或05 MPa時，抽檢合格率均為90 %。
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閥門常用殼體材料，密封材料，連接，檢驗等標準大全！
一起來看看~閥門常用材
密封件材料
填料：
成型石墨圈：-250~650℃
夾不銹鋼絲編制柔性石墨: -250~650℃
四氟乙烯浸石墨: -200~280℃
低泄漏石墨組合填料: -250~650℃
PTFE: -200~200℃
中腔墊片：
PTFE板
石墨板
強力石墨墊
齒形墊
含石墨不銹鋼纏繞墊
含PTFE不銹鋼纏繞墊
RTJ金屬墊
壓力密封金屬密封環
O形圈：
NBR：-30~121℃
EPDM：-45~120℃
VITON A：-30~204℃
VITON B：-30~204℃
VITON AED ：-30~204℃
HNBR ：-30~180℃
軟密封閥座：
PTFE：-200 ~ 200℃
PCTFE：-250 ~ 150℃
NYLON 1010： ~ 20℃
NYLON PA12：-50 ~ 120℃
DEVLON V：-100 ~ 150℃
PEEK：-100 ~ 260℃
對位聚苯(Polyphenylene) ：~ 400℃
閥門常用鏈接方式：
展開 閥門密封比壓計算式的探討
，實例的采集雖然帶有偶然性，但是都達到了閥門密封的基本要求，可見必須比壓計算公式并不完全排斥胡克定律，只是由于各自的原理和曲線走向，事實上形成了不同的適用范圍。
閥門密封相關知識，你都懂嗎？
因此，為了減少溫度對閥門密封性能的影響程度，我們在進行密封副設計時，要把其設計成彈性閥座等具有熱補償性的閥門。粘度與流體的滲透能力有關。當在相同條件下時，粘度越大，流體的滲透能力就越小。表面的親水性是指在金屬表面有一層薄膜時，要去掉這層薄膜。因為這層很薄的油膜，會破壞表面的親水性，導致堵塞流體的通道。
4、密封副的質量
密封副質量主要是指我們要對材料的選擇，匹配，制造精度上進行把關。比如，閥瓣與閥座密封面很吻合，能提高密封性。環向波紋度多的特點，是其迷宮密封性能好。
閥門泄露在生活、生產中十分普遍，輕則會造成浪費，或給生活帶來危險，如自來水閥門泄露，重則導致嚴重后果的發生，如化工行業的有毒、有害、易燃、易爆及腐蝕性介性質的泄漏等，嚴重的威脅人身安全、財產安全和環境污染的事故。一臺依靠外力旋轉傳動開及關閉的閥門都設計有一個密封裝置既用在填料涵中裝上一定數量的填料密封圈，以至達到密封效果，但密封情況有如何呢？閥門的填料處泄漏是閥門中最容易出現泄漏故障的部位其一，但究其原因大致有二個方面的原因。
三、閥門密封形式
密封件在閥門中也是十分關鍵的部件。閥門的密封性能是指閥門各密封部位阻止介質泄漏的能力，它是閥門最重要的技術性能指標。
閥門的密封部位有三處：
啟閉件與閥座兩密封面間的接觸處;
填料與閥桿和填料函的配合處;
閥體與閥蓋的連接處。
其中前一處的泄漏叫做內漏，也就是通常所說的關不嚴，它將影響閥門截斷介質的能力。對于截斷閥類來說，內漏是不允許的。
展開 法蘭墊片密封原理及泄漏形式
來源：閥門之聲
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墊片密封的基本概念
墊片密封是工業裝置中壓力容器、工藝設備、動力機器和連接管道等可拆連接處最主要的密封結構形式，它通常由法蘭、墊片及連接螺栓、螺母組成，總稱法蘭密封接頭。法蘭密封接頭的結構形式見圖1。
圖1 法蘭密封接頭的結構形式
1-螺母2—法蘭3—墊片4-螺栓
墊片密封機理
泄漏就是介質從有限空間內部流到外部，或從外部進入有限空間內部的人們不希望發生的現象。介質流動通過內外空間的交界面，即密封面發生泄漏。產生泄漏的根本原因是接觸面存在間隙，而接觸面兩側的壓力差、濃度差則是泄漏的推動力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影響，導致密封面不完全吻合，即密封面上會出現間隙，從而發生泄漏。要減少泄漏，就必須使接觸面最大限度地嵌合，即減少泄漏通道的橫截面積、增加泄漏阻力，使之大于泄漏推動力。對密封面施加壓緊載荷可以產生壓緊應力，提高密封面的接觸程度，當應力增大到足以引起表面產生明顯的塑性變形時，就可以填補密封面的間隙，以堵塞泄漏通道。采用墊片的目的就是借助墊片材料在壓緊載荷的作用下較容易產生塑性變形的特性，使之填平法蘭密封面的微小凹凸不平，從而實現密封。
在法蘭密封接頭中，壓緊墊片的力使墊片材料產生變形，從而填滿法蘭密封面間的微間隙。
墊片密封連接的泄漏形式
在法蘭密封接頭中，墊片是主要的密封元件。對于非金屬墊片，連接的密封是通過擰緊螺栓，造成法蘭與墊片接觸表面及墊片內部較大的壓緊應力，一方面使墊片表面與法蘭表面緊密貼合，填滿法蘭表面的微間隙，另一方面減小墊片材料的孔隙率，即減小被密封流體的泄漏通道。由于任何加工方法都不可能形成絕對光滑的理想表面，也不可能實現密封面間的完全嵌合以及密封件本身孔隙的完全阻塞，所以在相互接觸的密封面間和密封件的內部總是存在著微小的間隙或通道。
展開 Abaqus在橡膠密封墊設計中的工程化應用
結果顯示橡膠密封墊產生了較大的應力和應變，會造成橡膠的應力松弛和蠕變，結構失效，失去原有的密封能力。
3. 優化方案分析
3.1 優化方案的提出
根據以上分析結果，由于橡膠密封墊、缸蓋和缸蓋罩的結構形式和材料已經不能更改，提出更改設計公差達到改變橡膠密封墊壓縮距離的優化方案，更改后截面詳細尺寸見表3，可得壓縮距離變為2.4-2.8mm。
3.2優化方案的分析與評估
針對優化方案，需要同時評估橡膠密封墊的密封能力和橡膠是否失效。因此，綜合橡膠密封墊最大/最小壓縮距離和橡膠最大/最小硬度，共計四種組合進行有限元分析，分析方法不變。
優化方案的密封壓力結果見圖8。對于兩種截面，在四種組合情況下，橡膠密封墊與缸蓋罩、缸蓋的接觸壓力均大于1Mpa。在無介質壓力的情況下，能保證很好的密封效果。
Mises應力結果見圖9，應變結果見圖10。可見優化方案中，橡膠密封墊的應力和應變顯著下降，產生應力松弛和蠕變的危險較小。
按照優化方案，修改工藝參數生產樣件并進行了試驗，該發動機缸蓋罩橡膠密封墊未出現壓破碎問題，密封性能也得到了保障。
4. 結束語
使用Abaqus軟件進行橡膠密封墊的二維有限元分析可以較準確地預測橡膠密封墊的接觸壓力、應力和應變的分布情況和數值，驗證橡膠密封墊性能，并且可以根據分析結果對橡膠密封墊進行結構優化設計，節省試驗費用，縮短開發周期。
由于橡膠失效機理較復雜，本文僅通過應力和應變的大小進行定性評估，后期有待深入探索。
（引用ABAQUS2014用戶論文集）
文章來源：有限元在線
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