閥門開關密封影響因素及開關力矩分析

邢芳兵　陳軍

摘 要：閥門是我們在日常生活中處處可以看到的一類裝置，自來水管線、氣管線、采油井口流程等處處都離不開閘門的控制，閘門密封程度的好與壞將直接決定流體能否正常運輸。如果閘門密封程度不夠，那么流體在運輸過程中會發生泄漏現象，有毒性流體以及污染性流體的泄漏不僅對大氣環境會造成嚴重破壞，而且對人類的正常生活也會造成不小的影響。閥門出現滲透問題通常都是由于密封不嚴所導致，而開關閘門時所選擇的的力矩以及加力位置是最為重要的影響因素，本文首先介紹了閘門開關密封的影響因素，針對不同影響因素進行詳細說明，其次針對開關力矩問題進行了詳細分析，希望通過本文的研究，能夠進一步加強工作人員在工作過程中的針對性，從而保證閘門的密封性。

關鍵詞：閘門開關 密封 影響因素 力矩分析

閥門作為流體傳輸過程中的控制壓力的一個重要的零部件，在整個傳輸系統中具有十分重要的作用，如何能夠最大程度的提升其安全性、可靠性以及穩定性變得十分關鍵，不同行業中所使用的閥門具有不同的行業標準，工作人員在檢查閥門以及試壓過程中，需要按照行業標準進行檢查、維修，除此之外，由于閥門對于生產而言具有重要作用，因此我們需要從閥門的設計、生產、使用、維護、檢測等各方面對閥門加以控制。在閥門所有參數中，最能夠體現閥門穩定性的就是其密封性以及開關力矩。

1、閥門開關密封影響因素及開關力矩分析

閥門開關密封關系到閥門的運行情況，如果閥門因為某些因素不能完全關閉，對整個傳輸系統而言具有十分重要的影響，通過調查研究發現，閥門關不嚴主要原因有以下幾個方面：（1）閥門密封結構。根據理論及現場工作經驗可以發現，閥門采用后密封的形式更加有效，主要原因在于當閥門受壓開啟時，閥門密封圈前后兩段都會受到不同程度的摩擦力的影響，采用后密封結構進行密封，能夠減輕前端所承受的摩擦力，通過理論計算力矩將減少一半以上。（2）閥桿與閥板的連接配合尺寸。閥桿與閥板之間配合的形式多種多樣，其尺寸的選擇也是千差萬別，采用“T”型結構進行閥門密封不僅能夠使閥桿與閥板之間的縫隙變小，而且能夠更好地起到密封的作用。另外，采用“T”型結構能夠使閥板在打開過程中力矩更小，更為輕松，這樣一方面能夠避免閥桿與螺母之間由于力的作用所造成的變形，另一方面能夠減小螺母、螺紋、閥桿之間的空隙，最大程度的保證其密封穩定性。（3）筏板與閥體之間的尺寸。筏板與閥體之間空腔的尺寸要選擇合理，一旦兩者之間尺寸過大，那么閥門在開啟過程中雖然具有較小力矩，但由于空隙過大會對密封性造成影響，相反，如果空隙過小，會使兩者之間產生叫法沖擊力，對閥門造成嚴重破壞。因此，閥桿軸頭與閥桿之間的間隙要確定好，防止在開啟過程中閥桿與軸頭之間拉傷，影響閥門的開啟扭矩。（4）閥門開啟結構。普通閥門所采用的結構連接結構為“T”型結構，通過上文敘述可以看出，“T”型結構具有較好的密封性，但該種方式只適用于壓力相對較低的閥門，對于高壓閥門我們應當適用傘形結構對其進行密封，這樣不僅能夠減少開關力矩，而且能夠達到省力的作用，但傘形結構有一個較為明顯的弊端，由于傘形結構所需要的是齒輪嚙合，因此所需要的密封圈的數量較多，這樣我們在關閉閥門時，所需要的時間也就會相應的延長。（5）閥門加工工藝。影響閥門密封性的加工工藝主要體現在閥桿與螺母之間的熱處理工藝，我們在加工閥門時，既要保證閥門的耐磨性，也要保證其硬度，在耐磨性處理方面，可以采用化或表面木聚糖處理等工藝，減小閥桿與螺母之間的摩擦系數，從而起到耐磨作用，而表面強度的提升需要通過硬化處理，這樣，不僅能夠減小開關力矩，而且對于閥門壽命的延長具有不可替代的重要作用。

2、閥門關不嚴的處理方式

通過上文敘述可以看出，影響閥門密封性的因素主要體現在五個方面，針對不同類型的問題應當采用一定的措施進行處理，以防止因為閥門關不嚴所帶來的嚴重后果。（1）當閥門內有雜質時，閥門內充滿雜質時一種較為常見的問題，閥門在使用過程中難免會有諸多雜質進入，因此，相關工作人員需要定期對閥門進行維護工作，當遇到雜質問題影響密封性時，我們不應該使勁去關閉閥門，相反，應當首先開大閥門，然后再適當關小，反復這樣的操作看是否有效，如果密封性仍然得不到改變，需要在卸壓后，對閘門進行清理；（2）閥桿螺紋生銹：流體在閥門中流動時，會對閥桿、閥體以及螺紋產生一定的腐蝕，當閥桿與螺紋出現腐蝕時，也會出現關不嚴的問題，針對這個問題一方面我們需要日常注重閥門的保養，另一方面需要定期進行檢查更換；（3）密封板出現腐蝕問題：與螺紋生銹一樣，腐蝕性流體的流過會對閥板產生一定的腐蝕作用，為此，我們在日常維護過程中需要同時注意這類問題的出現。

3、結束語

閥門密封性時判斷閥門好壞的一個重要因素，通過本文敘述可以看出，影響閥門密封性以及開關力矩的影響因素有密封結構、閥桿與閥板的連接配合尺寸、筏板與閥體之間的尺寸、閥門開啟結構、閥門加工工藝這五大基本類型，除此之外，閥門密封性是否優良還與設計圖紙、加工工藝以及日常使用與維護有著密不可分的聯系，為此，要想保證一個閥門具有較好的密封性，首先需要從設計這個最基本的環節抓起，其次注重每一環節的加工，最后，在日常使用過程中要加強巡檢和維護工作。

參考文獻：

[1] 王鵬. 影響閥門開關密封及開關力矩的研究[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2013（2）：49-49.

[2] 印有勝， 王德權. 閥門密封面噴焊材料耐磨性的研究[J]. 沈陽工業大學學報， 1993（4）：39-45.

[3] 余紹蓉， 王軍， 徐兵，等. 手動閥閥桿軸向力與擰緊力矩關系的理論分析與實驗研究[C]// 全國實驗力學學術會議. 2009.