為了實現閥門內外密封的零泄漏,節省能源,保護環境和提高工作效率,閥門必須具有可靠的密封性能。閥門的密封部位主要有啟閉件與閥座兩密封面間的接觸處,閥桿和閥蓋接觸處,閥桿密封處,閥體與閥蓋之間的墊片接觸處等。其中,啟閉件與閥座兩密封面間的泄漏稱為閥門的內漏,而閥桿和閥蓋、閥桿密封及閥體與閥蓋密封面間的泄漏稱為閥門的外漏。閥門的內漏將影響閥門截斷介質的能力。閥門的外漏會造成輸送介質的損失或污染環境,嚴重時還會造成重大事故。對於易燃易爆、有毒性或具有放射性的介質,閥門的外漏現象更是不允許發生的。
閥門上密封的密封性能是衡量閥門質量的一個重要技術指標,國家標準對鋼製閘閥和鋼製截止閥上密封的技術要求制定了相關的規定。鋼製閘閥和截止閥上密封的密封效果與閥門的材質、加工設備、工裝製造、熱處理、加工工藝、形位公差和零件的加工精度等多個環節相關,某一項技術達不到設計要求就直接會影響到上密封的效果(閥門的上密封如圖1所示的3～4部位)。根據相關標準的規定,閥門上密封應具有圓錐形或球形的密封結構。但是,圓錐形或球形密封結構相對於平面密封結構存在一定的不利因素,如密封面有摩擦現象,維修困難,加工難度高,加大生產成本。結果導致生產成本上升,產品缺乏競爭力。同時,閥門的上密封性能也很難達到標準的技術要求,常常是在幾次密封性能試驗後上密封就會失效。
針對圓錐形和球形上密封面存在的問題和依據閥門實際工況的性能分析,在閥門上密封的設計中採用了截止閥閥瓣平面密封的原理,將閥桿和閥蓋原本由圓錐形的上密封面改進為平面接觸模式。閥桿與閥蓋的平面接觸密封一般不受設備精度、工裝精度和配合部件形位公差的影響,結構簡單,加工容易,閥蓋的密封部位堆焊后只需精車即可達到設計要求。在閥桿精加工后,閥桿頭部加溫至淬火溫度、空冷至室溫,精車密封平面后就可以進行裝配。閥門上密封試驗的一次合格率可以達到100%,其使用壽命亦可實現與閥門啟閉次數相同,而且維修起來也比較方便。
不鏽鋼閥門由於閥桿和閥蓋的材料一般均是同一奧氏體材質,兩者受壓接觸後有粘著傾向,閥蓋儘可能不採用錐面的上密封形式。可以在閥蓋的填料孔下部加工出密封孔,利用閥桿上的錐面和聚四氟乙烯錐面密封墊作為密封副,這樣的結構十分適合應用在有腐蝕性介質的管路上。
