球阀金属密封副高温压力密封的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.comlV一16一阀门1997年第4期球阀金属密封副高温压力密封的探讨下H『》争江苏省藏连机厂王舟一●———一摘要对目前回内生产的球阙使用漫度进行7分析。叙述了为提高球闻使用温度，采用金属密封副时应着重考虑的问题。提出了用斜率面形成密封副凹球面的加工方法。得到了广泛的应用，但它在使用温度和压力方系统在工业中的应用日益增多。如何提高球阀面有很大的局限性。聚四氟乙烯密封材料在高使用温度是球阀生产厂和用户极为关心的问温和压力作用下易产生塑性蟠变，造成密封失题。采用新型非金属材料来提高球阍的使用温效。虽然在聚四氟己烯中填充玻

2、璃丝、二硫化钼度，国外有许多报道和实例，如美国用硬石墨浸和碳素纤维等材料后，在一定程度上改善了阔渍树脂做阀座密封材料(美国专利座密封圈的高温性能，但阕座密封圈材料没有VS4290581)，使用温度可达500℃。国内这方脱离以聚四氟为基体．从而球阀的使用温度受面的研究起步较迟，束见有突破性报道。国内一到聚四氟乙烯结晶溶化温度326．7℃的制约。般球阀生产厂缺乏对新型材料的开发能力．所图1由法国梅卡球阀工业公司提供的球阀使用以从金属密封副着手，选择合适的金属材料及温压曲线就说明了这个问题。可行的加工工艺满足阀门的使用要求，是国内球阀生产厂提高球阀使用温度的可行途

3、径。l为使金属密封副能在高温压力作用下可靠g-。●的工作，甚至达到气泡级密封，就要对金属密封8I副及高温压力密封失效形式有一个定性的认7．、，2、识。对金属密封副因加工带来的形位误差有一16、、／3个较为理想的解决方法。金属密封副的高温压f力密封失效因素很多，这里着重从以下几个主至s(1／‘L要方面考虑予以解决。I1I1ll-硬度、、s3、、金属材料的硬度随着温度升高而下降，图2、卜～，l＼2列举了几种金属材料的硬度随温度变化的情’、L"al、1况。一般来讲当密封副表面硬度小于3倍的密ldIln封副平均接触应力时，密封副相对运动时，表面O一500501001

4、50200就会发生严重柏粘着磨损，甚至咬死使密封副℃失效。所以在选择金属材料时，应注意材料工作温度下的硬度应大于3倍的密封副平均接触应图1球阀使用沮压曲线力。(窟封罔桔料为增强氟鳗料，2．工作应力1_DNJO，皇22．n∞～5O3．DN651004．DNI50～2005．DN250．密封副的工作许用应力是关系列密封剐正标准分享网www.bzfxw.com免费下载维普资讯http://www.cqvip.com1997年第4期阀门用蠕变强度公式校核g—t(2)式中t——蠕变极限，一般认为是10万小时变形1％——安全系数，对铸造台金为1．2～1．57O15025

5、0350500600为了防止材料高温蠕变而造成密封副失℃效，在选择材料时应注意，材料晶粒大小对抗高温蠕性有很大影响。粗晶粒金属材料有较高的图2金属材料硬度随沮度的变化抗蠕变能力，但过大的晶粒又使材料的蠕变强1．铬化■舍盘2．司太立合盘3．9Cr18Mn4．Cr14度降低。对使用在重要场合的球阀，必须根据密常工作、密封性能和使用寿命的关键从密封副封副的具体使用条件做蠕变试验，选择适合的的密封性来看，工作应力越大密封越严密。但工材料。作应力受到材料使用温度的许用应力及硬度的4．互溶性限制。当工作应力超过材料许用应力时，材料将阀门在启闭过程中，密封副也是摩擦副。如

6、发生永久变形造成密封失效当工作应力超过选用相同金属或晶格类型、晶格间距、电子密度材料硬度的]／3时(图3)，磨损比值置／HB将和电化学性能相近的材料做密封副，牯着倾向急剧上升而使密封副咬死。因此在选择设计工就大，相对运动时擦伤现象会加剧。在选择密封作应力时应满足(1)式要求副材料时，尽可能选择异种金属或晶格类型和q≤q≤[<0．33HB(1)间距不相近的金属材料。如选择了同种金属材式中g‘——密封副必备的工作应力，一般取料，一定要通过热处理工艺使其表面具有不同1-2倍的阀门公称压力的显微组织，形成不同的硬度，以提高抗擦伤能q——密封副的工作应力力。[——在使

7、用温度下材料的许用应力5．高温氧化钢在450℃以下氧化现象并不显著，当温度超过570~C时，其表面的氧化现象显著。由于氧化铁的晶体结构不致密，有利于铁原子通过毫氧化层与氧结合，从而加速氧化过程，使材料的安强度迅速下降，致使密封失效。金属中铬、钴和星硅等元素是抗氧化元素，其含量越高材料的抗高温氧化能力就越强选择材料时应保证其具平均接■压力xl0‘If，州有足够的抗高温氧化能力。6．膨胀图3不同硬度的钢K／HB与压力尸的关系不同的金属材料其热膨胀量不同。选择材3．蠕变料时应注意，如膨胀系数差别较大，密封副就易碳钢当温度超过300℃、台金钢当温度超产生较大的膨胀间

8、隙，导致密封性能下降。但也过4o0℃时，在一定的压力