截止阀的泄漏及密封形式分析

截止阀作为应用最为广泛的截断类阀门中的一种，起到了快速接通及切断管路的作用。由于其接触面损耗过程较慢等特点，广泛应用于高温、高压等工况条件。截止阀的工作原理是通过阀杆的上升或下降带动阀瓣上下移动进而控制截止阀的开启或关闭，其关闭的过程实际上是通过对阀瓣施加的密封力来使阀瓣与阀座压紧来减小密封面的泄漏间隙，进而实现密封。发生在截止阀上的泄漏有外漏和内漏之分，其中外漏指的是流体介质从截止阀的内部泄漏到截止阀的外部空间；内漏指的是截止阀密封副闭合不严密，在阀瓣与阀座接触面间所产生的泄漏。在密封副的间隙中，有很多的微小的泄漏通道，内漏主要是通过这些毛细管状的微通道发生。在实际应用中截止阀的内漏是最为常见的泄漏，它是评价一个截止阀优劣的标准，对于截止阀这类截断类阀门来说，发生内漏即意味着截止阀失去了使用价值，所以本文主要研究的是截止阀的内漏性能，即密封副的密封性能。

截止阀密封副在阀瓣与阀座接触材料上有硬密封和软密封之分。其中，硬密封为硬对硬的金属材料密封，即阀瓣和阀座为两金属材料相接触，而软密封则为软对硬的非金属对金属密封，通常为非金属软材料的阀瓣与金属硬材料的阀座相接触来保证密封。在使用中硬密封存在着一些缺点，一方面由于金属材料密封面必须的密封比压比较高，所以需要很大的密封力才能保证密封副的密封，这在一定程度上加大了操作力矩；另一方面是因为气体介质中含有的一些固态杂质颗粒，在高压、高速的情况下，会对硬密封面造成冲刷破坏使密封面造成损伤，造成密封副密封性失效。软密封非金属材料易发生压缩形变从而能有效减小泄漏微通道，很大程度上减小了截止阀的所需密封力。但在过去，由于受到软密封材料强度低、高压环境下易发生老化、稳定性能受介质的影响较大等因素影响，软密封截止阀并没有得到广泛应用。随着新技术的研 第一章绪论发以及新材料的应用，软密封技术不断被改进，新兴的软密封非金属材料在提高了自身强度的同时，对高压气体介质中的杂质颗粒敏感程度又有所降低，在实际使用中软密封截止阀已经能够胜任许多不同工况条件下的工作，与以往常用的硬密封相比已经显现出了其优越的性能。