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閥門密封面結構是保證閥門可靠密封的關鍵,一般由閥座和閘板(閥瓣、蝶板、球體等)組成,依靠閥座、閘板(或閥瓣、蝶板、球體)上兩個或多個經過精密加工與研磨的密封面的緊密接觸或密封受壓后產生的塑性變形而達到密封,對密封面的基本要求是:①耐所通過介質的腐蝕;②耐磨損抗擦傷性能優異;③在所要求的工作條件下保證密封可靠;④加工工藝性好;⑤便于裝配和維修。
一、密封面的形式
1、平面密封 密封的兩接觸面為平面。平面密封有下列優點:①加工、修理方便;②在截止閥上使用時,啟、閉的瞬間沒有摩擦現象。缺點是:①在截止閥上使用時,閥桿所受軸向力比較大;②在閘閥上使用時,啟、閉的瞬間密封面受擦傷的可能性較大,故應選擇耐擦傷的材料。
2、錐面密封 密封的兩個接觸面為錐面。錐面密封的優點是:①錐面密封形成的密封力較大,密封性好;②相對于平面密封軸向力較小。在高壓和小口徑的閥門中被廣泛采用。缺點是:①加工修理比較困難;②在截止閥上使用時,關閉的瞬間有相對運動產生的摩擦現象。針型閥亦屬于錐密封之一。
3、球面密封 密封的兩個接觸面中有一個是球面,這是一種線接觸的密封面,密封比壓大,密封性能好,球閥、蝶閥和一些小口徑的截止閥采用較多,但維修較困難。
4、刀形密封 密封面的兩個接觸面中有一個是刀口形,這是一種介于線密封與平面密封之間的密封,在真空閥和電磁閥或其他密封力不大的條件下使用較多。
二、密封面的形成
1、密封面可直接在本體上(閥體、閥瓣、閘板)加工而得,例如閥體、閥瓣、閘板均為奧式體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼、蒙乃爾合金、lnconel合金、哈氏合金等材質,或者雖然不屬于不銹鋼類,但是用于油品介質(沒有腐蝕、不易生銹)的碳鋼閥門,可以不另加密封圈而直接在本體上形成。
2、用恰當的材料加工成密封圈后,再分別安裝在閥體貨閥座、閘板(閥瓣)上再加工成密封面。安裝方法是多樣的,如壓合、螺紋連接、焊接、釬焊等,這樣的方法形成的密封面適合于各類閥門和各種密封面材料,應用比較廣泛。
3、用不銹鋼(包括用合金元素的過渡方法)或硬質合金在閥體(閥座)與閘板(閥瓣)上錐焊或噴焊加工后形成密封面,這樣保證了密封材料和母體材料連接的強度,因此,越來越多地被采用在鋼制閥門上。
4、采用在母材金屬中滲氮、滲硼、滲鉻等熱處理方法形成密封面,這是一種新的工藝方法,成本較低,密封性好,但磨損后修理比較困難。
5、采用化學鍍方法,在母材上鍍鎳磷(ENP),提高表面硬度和耐蝕性,如球閥的球體,這是近年來研究采用的新工藝。
6、采用噴鍍的方法,在母材金屬上涂覆一層適當的密封材料,如塑料等,加工形成的密封面,適用于公稱壓力較小,溫度在120℃以下的工況。
7、在已加工好的母材表面采用超聲速噴涂碳化鎢(WC)或硬質合金粉末,噴涂后直接磨削或研磨,形成密封面,表面硬度可達65HRC以上。噴涂層和母材的結合強度可達70PAa,適用金屬密封球閥的閥座和球體。
8、在母材上采用羰基法熱噴涂鎳基納米粉末,噴涂后進行機械加工,獲得耐沖刷、耐磨損的密封面,密封面硬度可達50HRC以上,適用于高壓角式截止閥的閥座和閥瓣表面。
三、密封面的緊固形式
密封面的緊固形式很多,主要根據使用介質(壓力、溫度、腐蝕性等),密封圈材料和殼體材料的性質來決定。對密封圈緊固的基本要求是:結合面有良好的密封性(介質不會在接合面間滲漏),便于加工、維修方便、連接可靠、經久耐用。
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