不锈钢球阀密封结构探讨

郑秀銮

摘要：为了有效的分析不锈钢球阀密封结构的具体特点，本文结合现有的发展形势和相关研究数据，以文献分析为基础，重点探究了不锈钢球阀密封结构的主要形式，对于密封材料选择下的球阀密封性能、使用性能、可靠性等多方面因素进行分析，以求通过相关的研究和综合的判断提出不锈钢球阀密封结构的优化措施，一方面加快相关技术的转型，另一方面推动工作落实，实现结构调整，为后期的不锈钢球阀密封结构研究提供相关的参考依据。

关键词：球阀；密封结构；组合型密封座

在现有的研究背景下我们可以得知球阀的特点较为鲜明，因为其工作的特殊性广泛的使用在各种管路系统结构之中，可以加快管道内部的切断，改变介质的流向，实现高效的自动化控制管理，在具体使用之中，球阀主要是以手动、电动或是气动方式完成驱动的。在球阀的实际性能之中，密封性是其中一项主要的指标数据。结合相关的结构分析可知，球阀本身的密封结构主要是通过主、副阀体之间的密封，以密封垫片为基础实现的。以主阀体和阀杆之间的密封，通过标准结构不同的填料或是密封圈实现的，构建出球阀的外部密封结构。亦或是以球体为主，通过主、副阀体之间的密封，用密封座实现的球阀主体密封结构。主密封结构的密封性影响球阀的主要工作性能，是球阀设计以及制造过程中的关键密封结构形态。

一、球阀密封性的基础要求

球阀的密封性指标是结合内泄漏情况以及外泄漏基础要求所制定明确的。国家标准要求规定非金属密封球阀的密封性主要是按照按GB／T13927《通用阀门压力试验》的A级执行推进的，要求相关的技术人员在试验持续的时间之内观察是否存在泄露的问题。为了保证不锈钢球阀在介质工作压力相对较低的情况下密封性良好，球体结构和密封座之间就需要构建出一定的预紧比压。在刚性结构的密封座结构下，不锈钢球阀的工作可靠性和具体的使用寿命，都取决于正确的选择密封座的预压缩量。为了保证不锈钢球阀在介质工作压力质量相对较低情况下的密封性效果，球体以及密封座之间就必须构建成一定的预紧比压。在刚性的密封座之中，不锈钢球阀的工作可靠性以及使用寿命，取决于最终的预压缩量大小。若是预压的缩量有所不足，就难以保证球阀低压密封性的效果，预压缩量若是过大，就会导致球体结构与密封座之间的摩擦力产生一定的增加，导致不锈钢球阀的动作性能出现影响。同时也会导致密封座的塑性结构出现形变，让密封效果失效。而对于聚四氟乙烯密封座，其本身的余压比应当为0. 1 PN，且不小于1.02MPa。

刚性密封座预压缩量的调整处理可以改变密封调整垫片本身的厚实程度，密封调整垫片地加工误差往往会导致最终调整的效果出现问题，合理的装配管理方式和调整管理模式是实现最佳密封效果的基础。在具体使用操作的过程中，密封座出现磨损之后，预紧比压的自动调节能力逐渐的削弱，为此刚性密封座结构球阀的实际使用寿命逐渐的降低和缩短。解决此类问题的有效途径在于使用带有弹性元件的密封座。在此过程之中，预压缩量的获取以及调整管理不再依托于密封调整垫片，而是以弹性元件来进行实现。带有弹性元件的密封座本身除却可以获得必要的预压缩量之外，也可以在弹性元件的弹性形变范围环境下，对于预紧比压进行补偿，故而球阀本身的使用时间也会逐渐的延长。

全面做好不锈钢球阀密封性管理的核心在于密封座本身的结构形式以及密封座材料内容的选择。结合不同的结构和使用操作基础要求，合理的选择密封座的基础结构形式，可以保证密封座良好的加工工艺特点。选择性能结构优良、适用性较高的密封材料，可以达到最佳的球阀密封性工作基础要求，以此更好地提升球阀工作的稳定性和可靠性，确保球阀的使用寿命可以逐渐延长，这也是球阀改进设计工作推进之中需要着重进行思考的问题。

二、球阀密封结构分析

在早期的球阀使用之中，多数都是以金属材料为基础构建密封结构，而随着工程技术水平的提升和技术能力的优化，尤其是聚四氟乙烯的出现，导致球阀密封性结构也有了新的调整，以新型的材料保证最佳的密封效果。在当前的环境之中我们常见的球阀密封结构形式下的软密封形式主要是以刚性密封座、弹性元件密封座、聚四氟乙烯密封座以及弹性胀圈密封座等为主。球阀的启闭件是带有圆形通道的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，球体随阀杆转动从而达到启闭通道的目的。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。可根据工况需要，装配不同的驱动装置形成多种不同控制方式的球阀，如电动球阀，气动球阀，液动球阀等等。

在具体结构形式之中球阀本身不会受到安装方向的限制影响，介质的流向可以根据实际的应用环境进行调整。流体本身的阻力相对较小，全通径环境下的球阀基本没有流阻的产生。球阀本身的结构相对较为简单，重量、体积等都较轻，也便于实现维修。同时其本身的紧密性较强，两个密封面满足了密封管理的实际要求，同时球阀的密封面材料主要是以塑料为主，密封效果较好，也能实现完全密封。在真空系统环境之中被广泛的使用。球阀适合于多种操作环境，启闭速度较快，质量轻便，操作方式简单，因为启闭迅速，因此从开到关只需要九十度的旋转，就可以实现远距离的控制管理。同时其本身的结构让整个维修过程变得更加简单，球阀结构形式简单，密封圈都是活动的，因此拆卸较为便捷。球阀密封性效果较好，因此在实现全部开启或是关闭的情况下，球体以及阀座之间的密封面可以与介质之间进行隔离，介质通过的情况下，并不会导致阀门的密封面受到影响。这种结构形态使用的范围相对较广，无论是几毫米还是几毫米，无论是高真空环境还是高压力环境都可以使用。因为球阀本身在启闭的过程中只会出现擦拭，因此可以用于一些带悬浮固体颗粒的介质中。球阀流体阻力小，无振动，噪声小。

总结：结合相关的文献资料分析可知，要想解决球阀密封性问题，核心在于通过密封座的结构形式以及密封座材料的选择实现密封处理。结合不同的结构以及使用管理基础要求，合理性的做好密封座结构形式的选择分析，以保证密封座良好的加工工艺特点，选择性能结构优良，适用性强的密封材料，以满足球阀密封管理的实际要求，提升球阀管理工作质量。

参考文献

[1]刘桂凤.高参数球阀的变形分析及材料、结构对比优化研究[D].兰州理工大学,2018.

[2]孙四清.煤层气含量地面井密闭取心与快速测定技术研究[D].煤炭科学研究总院,2018.

郑秀銮 男 浙江温州 325000 浙江中驰阀业有限公司 本科 高级 机电泵阀（主要做不锈钢球阀，闸阀，截止阀，止回阀）