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谈谈球阀密封材料的发展和应用

点击次数:37 发布时间:2022-04-12
   PTFE的发明对球阀的发展起着很大的作用,没有它恐怕不会有球阀的巨大发展。但随着时间的推进,PTFE在具有许多优点的同时逐渐显露出一些缺点,如前面提到的“冷流”和热膨胀,以及压力—温度使用等级的限制。因此,有必要讨论密封材料的发展以及它们的适用范围。

  密封材料就大范围而言可以分为两类,一类是高分子材料PTFE及其他聚合物,能保障可靠的密封;第二类是金属,一般情况只能保障低泄漏率,金属密封材料将在金属密封球阀中讨论,本文只介绍高分子材料聚合物的软密封材料。

  某些聚合物密封的球阀,工厂试验可以达到无可见气泡泄漏,即“零”泄漏。而且在许多场合,在使用的持续时间内保持这一性能。影响密封性能重要的因素是使用的介质,如果阀门的使用条件十分严峻,如腐蚀性介质,高温、高压等则密封性能会受很大影响。

  密封性能的寿命受下列因素影响:压力、温度、压力的波动程度,介质流速,阀门操作速度与启闭频率。在实际使用中,这些因素是交叉影响。因此,要获得长期的使用寿命和严酷的工况,就要发展密封材料。

  1、聚四氟乙烯(PTFE)纯的PTFE是球阀最基本的密封材料,它既具有一定的耐温范围,从低温至最高350℉(177℃),又具有优良的抗化学稳定性和自润滑特性,适用范围较广。

  2、填充PTFE 填充的或者增强的PTFE塑料,实际上具有纯PTFE的一切特性,而其温度的适用范围增大,对4in以下的球阀可扩大至400。F(205℃)。填充的材料一般是玻璃纤维、碳、石墨等。

  3、金属增强的PTFE 填充的材料铜粉或其他金属粉末,设计这种密封材料是专门用于较强的压力波动的场合,主要用于纸浆厂蒸煮器的放料系统。

  4、特种尼龙 特种尼龙密封座适用于PTFE不能适应的更高压力的场合,根据阀门的类型和尺寸大小最高可以达到4500psi,但它的抗化学稳定性较低,广泛用于高压液体、空气及其他气体(不包括氧气)的系统中。

  5、旦林 是聚甲醛的商品名称,具有类似金属的硬度、强度和刚性。较宽的温度和湿度下有很好的自润滑性,摩擦因数低,富有弹性,对大多数溶剂有较好的耐蚀性,其缺点是对强酸、强氧化剂敏感。适用温度-40~116℃,抗拉强度为69MPa,剪切强度65MPa,弯曲强度97MPa,线胀系数为(9.6~12.8)X10-5·℃,成形方法为注塑,最高压力可达2400lbf/in2,覆盖600级的压力额定值。

  6、PEEK化学名称是聚醚醚酮,是含有酮基团的芳香族聚合物。具有良好的高温性能,耐有机、无机化学品和长时间耐热水分解性。在200~260℃范围内可保持其强度和韧性。可进行注塑、挤出和压塑加工。相对密度1.51,拉伸强度156MPa,弯曲强度250MPa,线胀系数1.2×10-5℃-1。可有效地用于蒸汽系统,对于½~2in的球阀,在475lbf/in2的压力下的饱和蒸汽可达到可靠的密封。在其他场合,可用于温度550℉(280℃)并具有较好的化学稳定性。

  7、聚乙烯UHMW这是一种高分子的聚乙烯材料,PTFE不能用于高放射性的场合,大于104rad[1rad(拉德)=10mGy(毫戈)]就需要采用聚乙烯作材料,其适用的辐射级的剂量可达2×107rad。这种材料也可用于PTFE禁止使用的场合,如烟草工业中。

  8、聚酰亚胺是一种高性能的塑料,具有很高的耐热性、尺寸稳定性,阻燃性、抗辐射性、抗紫外线和耐碱较差。其抗拉强度为95MPa,弯曲强度为170MPa,线胀系数为(3.5~4)×10-5℃-1;摩擦因数为0.15~0.2。可用于较高的温度(至250℃),加工方式:模压或注塑。可用于热的气体、油及热媒介质,并可用于高磅级的阀门。但应注意,不适用于含水和蒸汽介质。

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