浅析电站阀门的密封性能

学术论文 2017-10-23 11:05:08
    引言
    科技时代的到来,加快了科学技术发展的步伐,而电站系统想要获得长远的进步和稳定的发展,那么势必要与时俱进,不断改造,不断进步,确保其电站系统的稳定运行。说到稳定发展,那么首先就要保证电站的安全性能,对其质量有一定的保障,而安全性能与电站阀门密切相关,其密封性能对阀门有着至关重要的影响,因此这也就对其密封性提出了更高的要求,更高的挑战。其密封性能无法得到保障,自然就会发生泄漏现象,那么就会影响设备的稳定运转,甚至造成更为恶劣的后果,其造成的经济损失将会很大,所以工作人员要高度重视电站阀门的密封性。内漏和外漏是阀门泄漏的主要形式,内漏通常出现在阀座与关闭件的接触面上面。外漏在填料函、链接法兰垫片的地方出现的频率较高。下面文章将会对电站阀门的密封形式进行具体的分析。
    1 电站阀门的密封形式
    电站阀门的密封形式有:接触密封和非接触密封两类。接触密封指的是根据密封面的互相紧靠或是接触,嵌入从而去除间隙的接触密封,如:阀座密封面、填料或是法兰密封等等。这些预留的装配间隙,无需密封力压紧密封面的密封式非接触密封。动密封、静密封式根据接触密副相对运动而划分的。接触型和非接触型统称为动密封。
    弹性密封、非弹性密封式接触型密封的主要形式。高分子弹性材料是其弹性密封的主要制作材料,想要降低或者彻底去除间隙,则需要巧妙地利用密封材料的弹塑变形补偿来进行。结构不复杂,尺寸相对紧凑,并且价格物美价廉,密封性能较好。但缺陷是使用温度范围存在一定的局域性,并且使用寿命还需要改善,目前寿命较短,只能适用于参数低的密封。
    金属或是石墨等这些非弹性材料制成了非弹性体密封面,应用了微量的弹性变形以及磨损补偿机构密封。这就要求其具有较高的加工精度,虽然价格相对比较高,但是它的温度使用范围广阔得多,寿命也更为长久,与上文所述相反,其应用于高参数密封较多。
    2 电站阀门的密封原理
    下面具体对电站阀门的密封性原理进行进一步的探讨。阀门密封主要任务是为了防止泄露发生。而阀门泄露的原因来自多个方面,主要有:密封副存在的间歇以及密封副两侧的压差。影响电站阀门密封性能的主要原因就是密封副的间隙问题。所以电站阀门密封原理主要是采用各种方式来降低其泄漏。
    波峰间距离的波纹度,分散于波形表面的较小的粗糙度是其电站阀门表面的构成。如果能够降低或是避免了介质泄漏问题,则能够进一步将电站阀门的密封性能再次提升。理想的状况使密封表面间的间隙要小于流体分子直径,但是实际中往往存在一些问题,很难达到这个理想的要求。也就是说,电站阀门表面结构金属即便打磨十分精细,但它的粗糙程度依然无法达到理想预期,并且高于水分子直径30倍。通过理论支持与实际经验累积,可知,利用提高密封面精细度的措施并不能有效地作用于阀门的密封性。通过加大比压,对于密封面上的微观轮廓峰进行压平,使其产生塑性变形,才能保证间隙变小,最终达到对于流体的密封效果。
    3 影响阀门密封性能的因素
    3.1 介质的物理性质
    介质物理性质对其密封性产生的影响较大,在电站阀门的运用过程中,其起到的影响不容忽视,其物理性质分为三方面包括:温度、粘度、亲水性。气体粘度小于液体粘度,而气体渗透力要高于液体的。通过理论可知,不算饱和蒸汽,压缩气体与液体相比较,发生泄漏的情况更为频繁,也更易发生。从理论可知,对电站阀门密封性的测试,如果利用气体将会得到更加精准的结果。而用于气体的电站阀门则用气体做试验是必要条件。
    在温度的作用之下,液体,气体的粘度将会发生一些改变。如果温度有所升高,其气体粘度将会变大,液体则与气体相反,粘度相对降低。温度的变化除了对粘度有一定的影响之外,还对零件的尺寸,密封副的松弛均有一定的影响。运用科学合理的措施使阀门密封副有热补偿性能够起到事半功倍的效果,这对减轻温度对电站阀门密封性的作用意义很大。对电站阀门密封性能的另一个极为重要的物理性质就是接触表面亲水性,这个因素也非常重要。毛细孔特性容易引起阀门泄漏现象。对亲水性能的破坏往往是当接触表面存在薄油膜的时候,这时候的破坏易发生。因此,想要获得阀门较高的密封性,尽力消除阀腔内密封面上的油脂很为必要。
    3.2 密封面比压
    对电站阀门密封性能存在影响的另一个因素就是密封面比压。比压大小对电站阀门影响非常大,不但能够影响电站阀门的密封性能,还对其寿命也会有很大影响。比压的大小是由阀前与阀后的压力差以及外加密封力所决定的。比压大将会使电站阀门受到一定损伤,比压小则会造成电站阀门的泄漏。可见,电站阀门密封性与密封面比压有着直接关联,想要保证电站阀门的质量,最好應在设计中将所涉及到的问题全方位进行考量,将影响其密封性的因素也要做整体的估量,从而做出科学合理的比压大小。
    3.3 密封副结构
    密封副的结构不是绝对刚性,密封副的结构会受到多种因素影响,比如温度产生变化,外加密封力发生变化等等都会对其造成很大的影响,密封副将会产生相应的变化而密封副之间的作用力产生不利影响,从而使阀门整体密封性能发生变化。所以保证密封件的弹性变形,能够有效避免因密封副的结构改变造成的影响。
    3.4 密封副质量
    密封副的质量对电站阀门密封性能的整体有着一定的影响,密封副质量的高低是由多个方面来影响的,包括选择材料、匹配以及制造精度等。从选材而言,想要获得较高的电站阀门的整体密封性,则需要在阀门阀杆填料函密封结构形式被制定的情况下,要选择摩擦系数小的,弹性好的,耐腐蚀性强的密封填料。当阀瓣与阀座密封面温和度高的情况下,就需要在一定的情况下增加流体阻力,这样也可以提高电站阀门的密封性。
    4 增强电站阀门密封性能的相关措施
    电站阀门密封性能非常重要,下面就对这个问题提出了增强电站阀门密封性的措施。对能够影响其密封性的因素进行了具体的分析。首先,要做好防泄漏问题。在选材上要在应力范围之内,合理增加比压,将密封面上微观高峰压平,生产弹性塑性变形,保证密封面间歇变小来增强阀门的密封性能。其次,在密封副采用油脂密封的时候,还要保证油膜的完好性,这样对提高电站阀门的密封性也有很大帮助。再次,密封件之间要有弹性变形。最后,要注重对电站阀门的选材,这对其系统的稳步运行有着直接影响。应选择弹性、延展性、耐腐蚀性好的材料。
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