(7)密封面比压
定义:密封比压是指作用于单位密封面上的平均正压力,实际上指密封面理论计算比压,用q表示。密封必须比压是指保证阀门密封所需比压。用 表示。密封许用比压是指阀门密封材料允许的最大比压。用 表示。阀门密封机理:阀门的品种规格成千上万种(品种与规格是两个不同的概念) ,但它们有一个的共同的要求——密封性能。密封分静密封和动密封,静密封即两个面无相对运动,动密封即两个面之间有相对运动。阀门密封副之间的密封属动密封,靠两个密封面(密封副)紧密接触来实现密封。
任何实际平面都不是理想平面,存在微观不平度—表面粗糙度。正因为存在微观不平度,使两个密封面之间形成无数条流体通道,从而引起泄漏。
当在两个密封面上逐步施加外力时,材料将发生挤压,使流体通道越来越小,泄漏逐步变小。当外力达到一定程度时,流体通道直径小于介质流体分子直径时,泄漏将趋于零——实现密封。但外力不得无限加大,如密封比压超过了材料的许用比压时,将导致材料产生破坏。阀门密封副实现密封的条件如下:
密封材料的许用比压
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材料名称 |
材料牌号 |
硬度 |
许用比压(MPa) |
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密封面无滑动磨擦 |
密封面有滑动磨擦 |
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铬基硬质合金 |
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HRC48-51 |
150 |
50 |
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钴基硬质合金 |
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HRC40-45 |
250 |
80 |
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不锈钢 |
2Cr13\3Cr13\Cr17Ni2 |
HB200-300 |
250 |
45 |
密封面比压使密封面上相接触的凸峰发生变形而被压平从而增大实际接触面积,减小间隙和毛细通道的尺寸,从而有利于密封。
由于密封面材料的选择光洁度的提高都有一定的限制,介质的种类则不能由阀门来确定,因而密封面比压是可以影响阀门密封性能的最重要的外界因素,而且是便于进行调节和控制的因素是设计者用来保证阀门密封性能的主要手段所以密封面比压是阀门设计的基本参数之一。
设计中的密封比压是按整个密封面积平均计算的而实际密封面间的接触面积小于密封面积,所以实际接触面上的受力要比计算值大。我们在设计中所涉及到的如许用比压,必须比压等都是计算比压。
固然密封而比压是保证密封性的有效性手段,但是不能无限提高比压。因为比压提高意味着整个阀门几乎所有的零件特别是传动件受力增大(如阀杆、阀杆螺母、手轮或驱动装置等)而且比压提高也受到密封面材料的抗压强度的限制,如前述选用硬度大的材料,会使密封比压力增大的效果受到削弱。
密封力的增大还会使密封副发生变形而影响密封面的吻合。
设计中根据阀门的密封面的宽度,材料表面光洁度及介质种类,介质工作压力等用经验公式或查表来得到密封的必须比压,作为设计计算的基本依据。但是由于影响密封的因素很多,它们的综合作用对密封的影响目前尚不能做准确的定量计算,上述得到的必须比压常常是不准确甚至误差很大。(一般计算值偏大)所以在目前实际设计常常只是作为参考,而更多的凭经验来选取。

(来源:中国泵阀第一网)
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