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【摘 要】 通过阀门在日常运行时外漏缺陷引起事故或能源浪费，设备腐蚀污染环境，甚至造成停机、停产的问题，并分析其中的原因，进而介绍了常用阀门密封垫和盘根的形式及类别，强调选用和安装、紧固的注意事项。引起维修人员足够的认识和掌握，以便更加准确和细致地做好阀门检修工作。
【关键词】 密封垫;盘根;选配
引言：
发电厂每台机组有阀门几千台，乃至上万台;为满足发电厂的机组安全稳定运行和经济效益及对环境保护的承诺，则对设备数量庞大的阀门提出了“零泄漏”的严格要求。
1、阀门的密封特点
使阀座与阀瓣之间对介质达到密封。这是大多数阀门的功能之一。如果阀门装有阀杆并从阀体外来驱动阀瓣，则还需有防阀杆部位外漏的密封。在承受压力的阀门部件间也需保持密封。如果介质不允许排入大气，则后者的密封比阀座的密封更为重要。因此阀门的密封结构对阀的选用影响很大。
阀门的密封面是指阀座与阀瓣互相接触进行关闭的部分。由于密封面在进行密封过程中要受到磨损，所以其密封性随着使用而减低。常见有金属密封面、软密封面、用密封剂密封。
2、阀门法兰密封条件
为了能在阀体内装入阀瓣及其它组件，阀门一般都把整个密闭腔室设计成上下两部分，下体与管道联结的部分称为阀体;上体部分被称为阀盖。通过两部分中分面法兰的连结及密封件（垫）的使用，实现阀腔的完整性和密封性，其密封所形成的机理（见图1）。阀门中分面法兰保证密封的条件是：
图1 中分面法兰密封形成的机理
2.1密封座压力
在密封腔受到内压前，应先向密封垫施加一个足够的力以使其塑性变形，这样可使密封面更好地适应法兰表面的不规则性。
要确保密封度，密封垫上的压力应在整个回路受压状态下能得到维持（螺栓上紧力要足够大）。
过分的螺栓上紧力有可能损坏密封垫，从而引起泄漏。（螺栓上紧力按规定力矩上紧）。
2.2螺栓上紧力
各螺栓应上紧以能够吸收密封座的力以及密封舱的底部效应。
2.3金属与金属的接触表面
螺栓上紧后法兰之间的金属与金属接触表面是必要的，目的是要吸收回路内部的压力变化，因为保持密封垫座压的持久和稳定，是实现法兰密封的关键。
3、阀门垫片的种类及选配
3.1常见的阀门密封垫
（1）金属平垫片
金属平垫片以其弹性和塑性变形来适应法兰面的不平整度。为了防止法兰面的塑性变形，垫片材料的屈服剪切强度必须大大低于法蘭面材料。垫片因屈服而横向的自由扩张受到法兰面粗糙度的阻止，这个抗横向扩张的阻力使屈服区由横向边界向垫片中部伸展，与此同时垫片的其它部分开始产生弹性变形。
（2）压缩的石棉纤维垫片
压缩的石棉纤维是综合了橡胶与石棉的特性。橡胶具有能很容易随附法兰表面的不平整度的特性，但是它在平面应变上不能承受高的负荷，不耐较高的温度。为了提高橡胶的负载能力和承接温度，而且还得要保持其固有的特性以适应与它相配的表面，橡胶利用石棉纤维进行加固，同时在材料中加入粘结剂、填充剂和颜色。
（3）缠绕垫片
缠绕垫片是由旋绕在外层的“V”形金属带和叠层之间镶嵌的软质盘根组成。金属带始末端的数圈用点焊来焊住以避免垫片松开。金属带使垫片具有-定程度的弹性以补偿法兰的微小移动，而镶嵌的盘根进入法兰面不平整度空隙中作为密封介质。
3.2密封垫的选用
（1）垫片的选用原则
①在选用垫片的时候，务必得考虑到垫片的密封性能、工作压力、工作温度，针对工作介质的性质，以及密封面的型式、结构、装卸难易、经济性等因素进行全面分析。其中，介质性质、工作压力和工作温度是影响密封的主要因素，也是选用垫片的主要依据。
②垫片的类型一般情况下是根据介质的温度、压力选用。在高温、高压下，多采用金属垫片：在常压、低压及中温下，多采用非金属垫片：在温度、压力波动的场合，宜采用由紧成密封垫片。
③对垫片材料的要求由于垫片在工作时，与操作介质接触，直接受介质、压力、温度等影响，因此，一个高质量的密封垫就得具备六个因素：防水性、可压缩性、伸缩性、耐温性、机械强度、耐腐蚀。
（2）常用密封垫片
垫片可以分为软质垫片、硬质垫片、液体密封垫片三大类别。
①软质垫片（非金属垫片）包括硬纸板、橡胶类、石棉类、塑料类、石墨类等等。非金属垫片质地柔软，具有一定弹性，容易填满间隙，因此密封性能较好，应用广泛。
②硬质垫片
a.金属垫片。如铅、铝、铜、低碳钢、铬不锈钢、铬镍合金钢、蒙乃尔合金钢等。金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油等性能，它可制作多种形状的垫片，可经受苛刻的条件，广泛用于高温、高压阀门上。
b.缠绕式垫片的选用应考虑法兰连接形式，光滑式法兰，应选用带外环垫片或带内外环垫片：凹凸法兰，应选用基本型垫片或带内环垫片。
c.金属包覆金属垫片。用聚四氯乙烯和柔性石墨板粘贴在金属垫片和半金属垫片上，以改善金属垫片和十金属垫片的耐腐蚀性能和密封性能。
③液体密封垫片
液体密封垫片属于胶粘剂的一种，它克服了胶贴剂不可拆卸的缺陷，所以又叫液体密封垫，其具有密封性好，密封面结构简单、耐腐蚀，涂敷方便，成本低，适用面广等优点，越来越多地用于阀门连接螺纹处密封，替代垫片或与垫片配合使用，以提高密封性能，甚至可用于盘根上。但由于液体密封垫易老化，工作温度不高，胶的质量不容易保证等因素，因而限制了它的使用范围。
4、常见的盘根的种类
4.1石棉基盘根
过去大部分压缩盘根由于考虑到石绵的性能，都采用它的纤维作基料。它基本上不受多数介质、温度和时间影响，且是-种好的热导体。石绵的不足方面就是润滑性差。因此必需添加不妨碍石绵性能的润滑剂，如石墨粉和云母粉。由于这种混合物仍具有渗透性，故还要加注液体润滑剂。这种液体润滑剂不得妨碍已构成混合物的特性。 4.2石墨基盘根
柔性石墨材料是天然鳞片石墨经氧化剂化学处理和高温膨胀过程制得。其具有如下的优良性能：
（1）独特的柔韧性和回弹性，制作切口盘根可以自由沿轴向弯曲90°以上，使用中不会因温度压力变化，震动等因素而引起泄漏，因而安全可靠，是理想的密封材料;
（2）耐温性能好。低温可应用于-200℃，在高温氧化性介质中可用到500℃，在非氧化性介质中可应用到2000℃，并能保持优良的密封性;
（3）耐腐蚀性强。对酸、碱类、有机溶剂、有机气体及蒸汽均有良好的耐腐蚀性。不老化，不变质，除强氧化性介质（硝酸）、发烟硫酸、铬酸、卤素等外，能耐一切介质的腐蚀。
5、阀门密封件的安装注意事项
5.1垫片安装注意事项
檢修人员在接受维修任务后，因首先对照程序检查所需密封件的外观状况。对高温、高压设备检修该步骤尤其重要，以免因备件质量不好或牌号错误，造成检修时间延误。其检查的主要内容有：
（1）对橡胶材质O型环
外观检查胶圈表面应光滑细腻，无龟裂/发黏/局部损坏/粗细不均等缺陷;
检查到货备件的生产日期，慎防过期橡胶件装入现场;
用游标卡尺测量实物与数据库信息相符（内径×截面直径）。
（2）金属缠绕垫
外观检查垫片表面无腐蚀、无局部缺损、无厚薄不均、无焊点脱落等缺陷;
用游标卡尺或外径千分尺测量实物与数据库信息相符（内径×外径×后度）。
（3）为保证密封垫片在紧固力矩方面可靠无误，在回装垫片之前应测量相关尺寸。即：垫片的压缩量=对中器厚度+密封垫厚度-凹槽厚度-压缩后的法兰间隙。
5.2盘根安装注意事项
在线运行出现的故障或缺陷中，因盘根失效而引起机械回路内工质外漏的事件将占有极高的比例，盘根失效会引起工质流失;污染环境;腐蚀金属表面;减少阀门的寿命。
（1）前期检查
检修人员在接受维修任务后，因首先对照程序检查所需盘根外观状况，成型石墨垫表面应光滑细腻，无裂纹/皱折/局部损坏等缺陷;用游标卡尺测量实物与数据库信息相符（内径×外径×厚度）;检查每个成型石墨垫的包装和库存条件，防止用时受损。
（2）工作实施
了解这些盘根组件的相互关系和加工要求，为保证更换盘根工作的圆满完成，工作负责人需控制好每个影响更换质量的关键点，掌握盘根安装要求。
6、结束语
阀门在日常运行时漏泄缺陷相对较多;常常会出现跑，冒，滴漏现象，引起事故或能源浪费，设备腐蚀污染环境，甚至造成停机、停产。这些故障和缺陷很多是因阀门密封垫和盘根的选用和安装，紧固的方法不完全正确所引起的。因此，阀门检修密封垫和盘根的选用和安装工艺及方法需引起维修人员足够的认识和掌握，以便更加准确和细致地做好阀门检修工作。
参考文献：
[1]王佳杰，初宇红.阀门密封等级及选用[J].化工设备与管道，2010，01：40-45.
[2]马伟平，吴杰，詹一为，颜辞，范青.阀门密封填料性能试验的校准方法[J].天然气与石油，2013，05：86-90+11.
[3]方本孝，杨信平.阀门密封性能的研究[J].阀门，1999，02：14-18.
【关键词】 密封垫;盘根;选配
引言：
发电厂每台机组有阀门几千台，乃至上万台;为满足发电厂的机组安全稳定运行和经济效益及对环境保护的承诺，则对设备数量庞大的阀门提出了“零泄漏”的严格要求。
1、阀门的密封特点
使阀座与阀瓣之间对介质达到密封。这是大多数阀门的功能之一。如果阀门装有阀杆并从阀体外来驱动阀瓣，则还需有防阀杆部位外漏的密封。在承受压力的阀门部件间也需保持密封。如果介质不允许排入大气，则后者的密封比阀座的密封更为重要。因此阀门的密封结构对阀的选用影响很大。
阀门的密封面是指阀座与阀瓣互相接触进行关闭的部分。由于密封面在进行密封过程中要受到磨损，所以其密封性随着使用而减低。常见有金属密封面、软密封面、用密封剂密封。
2、阀门法兰密封条件
为了能在阀体内装入阀瓣及其它组件，阀门一般都把整个密闭腔室设计成上下两部分，下体与管道联结的部分称为阀体;上体部分被称为阀盖。通过两部分中分面法兰的连结及密封件（垫）的使用，实现阀腔的完整性和密封性，其密封所形成的机理（见图1）。阀门中分面法兰保证密封的条件是：
图1 中分面法兰密封形成的机理
2.1密封座压力
在密封腔受到内压前，应先向密封垫施加一个足够的力以使其塑性变形，这样可使密封面更好地适应法兰表面的不规则性。
要确保密封度，密封垫上的压力应在整个回路受压状态下能得到维持（螺栓上紧力要足够大）。
过分的螺栓上紧力有可能损坏密封垫，从而引起泄漏。（螺栓上紧力按规定力矩上紧）。
2.2螺栓上紧力
各螺栓应上紧以能够吸收密封座的力以及密封舱的底部效应。
2.3金属与金属的接触表面
螺栓上紧后法兰之间的金属与金属接触表面是必要的，目的是要吸收回路内部的压力变化，因为保持密封垫座压的持久和稳定，是实现法兰密封的关键。
3、阀门垫片的种类及选配
3.1常见的阀门密封垫
（1）金属平垫片
金属平垫片以其弹性和塑性变形来适应法兰面的不平整度。为了防止法兰面的塑性变形，垫片材料的屈服剪切强度必须大大低于法蘭面材料。垫片因屈服而横向的自由扩张受到法兰面粗糙度的阻止，这个抗横向扩张的阻力使屈服区由横向边界向垫片中部伸展，与此同时垫片的其它部分开始产生弹性变形。
（2）压缩的石棉纤维垫片
压缩的石棉纤维是综合了橡胶与石棉的特性。橡胶具有能很容易随附法兰表面的不平整度的特性，但是它在平面应变上不能承受高的负荷，不耐较高的温度。为了提高橡胶的负载能力和承接温度，而且还得要保持其固有的特性以适应与它相配的表面，橡胶利用石棉纤维进行加固，同时在材料中加入粘结剂、填充剂和颜色。
（3）缠绕垫片
缠绕垫片是由旋绕在外层的“V”形金属带和叠层之间镶嵌的软质盘根组成。金属带始末端的数圈用点焊来焊住以避免垫片松开。金属带使垫片具有-定程度的弹性以补偿法兰的微小移动，而镶嵌的盘根进入法兰面不平整度空隙中作为密封介质。
3.2密封垫的选用
（1）垫片的选用原则
①在选用垫片的时候，务必得考虑到垫片的密封性能、工作压力、工作温度，针对工作介质的性质，以及密封面的型式、结构、装卸难易、经济性等因素进行全面分析。其中，介质性质、工作压力和工作温度是影响密封的主要因素，也是选用垫片的主要依据。
②垫片的类型一般情况下是根据介质的温度、压力选用。在高温、高压下，多采用金属垫片：在常压、低压及中温下，多采用非金属垫片：在温度、压力波动的场合，宜采用由紧成密封垫片。
③对垫片材料的要求由于垫片在工作时，与操作介质接触，直接受介质、压力、温度等影响，因此，一个高质量的密封垫就得具备六个因素：防水性、可压缩性、伸缩性、耐温性、机械强度、耐腐蚀。
（2）常用密封垫片
垫片可以分为软质垫片、硬质垫片、液体密封垫片三大类别。
①软质垫片（非金属垫片）包括硬纸板、橡胶类、石棉类、塑料类、石墨类等等。非金属垫片质地柔软，具有一定弹性，容易填满间隙，因此密封性能较好，应用广泛。
②硬质垫片
a.金属垫片。如铅、铝、铜、低碳钢、铬不锈钢、铬镍合金钢、蒙乃尔合金钢等。金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油等性能，它可制作多种形状的垫片，可经受苛刻的条件，广泛用于高温、高压阀门上。
b.缠绕式垫片的选用应考虑法兰连接形式，光滑式法兰，应选用带外环垫片或带内外环垫片：凹凸法兰，应选用基本型垫片或带内环垫片。
c.金属包覆金属垫片。用聚四氯乙烯和柔性石墨板粘贴在金属垫片和半金属垫片上，以改善金属垫片和十金属垫片的耐腐蚀性能和密封性能。
③液体密封垫片
液体密封垫片属于胶粘剂的一种，它克服了胶贴剂不可拆卸的缺陷，所以又叫液体密封垫，其具有密封性好，密封面结构简单、耐腐蚀，涂敷方便，成本低，适用面广等优点，越来越多地用于阀门连接螺纹处密封，替代垫片或与垫片配合使用，以提高密封性能，甚至可用于盘根上。但由于液体密封垫易老化，工作温度不高，胶的质量不容易保证等因素，因而限制了它的使用范围。
4、常见的盘根的种类
4.1石棉基盘根
过去大部分压缩盘根由于考虑到石绵的性能，都采用它的纤维作基料。它基本上不受多数介质、温度和时间影响，且是-种好的热导体。石绵的不足方面就是润滑性差。因此必需添加不妨碍石绵性能的润滑剂，如石墨粉和云母粉。由于这种混合物仍具有渗透性，故还要加注液体润滑剂。这种液体润滑剂不得妨碍已构成混合物的特性。 4.2石墨基盘根
柔性石墨材料是天然鳞片石墨经氧化剂化学处理和高温膨胀过程制得。其具有如下的优良性能：
（1）独特的柔韧性和回弹性，制作切口盘根可以自由沿轴向弯曲90°以上，使用中不会因温度压力变化，震动等因素而引起泄漏，因而安全可靠，是理想的密封材料;
（2）耐温性能好。低温可应用于-200℃，在高温氧化性介质中可用到500℃，在非氧化性介质中可应用到2000℃，并能保持优良的密封性;
（3）耐腐蚀性强。对酸、碱类、有机溶剂、有机气体及蒸汽均有良好的耐腐蚀性。不老化，不变质，除强氧化性介质（硝酸）、发烟硫酸、铬酸、卤素等外，能耐一切介质的腐蚀。
5、阀门密封件的安装注意事项
5.1垫片安装注意事项
檢修人员在接受维修任务后，因首先对照程序检查所需密封件的外观状况。对高温、高压设备检修该步骤尤其重要，以免因备件质量不好或牌号错误，造成检修时间延误。其检查的主要内容有：
（1）对橡胶材质O型环
外观检查胶圈表面应光滑细腻，无龟裂/发黏/局部损坏/粗细不均等缺陷;
检查到货备件的生产日期，慎防过期橡胶件装入现场;
用游标卡尺测量实物与数据库信息相符（内径×截面直径）。
（2）金属缠绕垫
外观检查垫片表面无腐蚀、无局部缺损、无厚薄不均、无焊点脱落等缺陷;
用游标卡尺或外径千分尺测量实物与数据库信息相符（内径×外径×后度）。
（3）为保证密封垫片在紧固力矩方面可靠无误，在回装垫片之前应测量相关尺寸。即：垫片的压缩量=对中器厚度+密封垫厚度-凹槽厚度-压缩后的法兰间隙。
5.2盘根安装注意事项
在线运行出现的故障或缺陷中，因盘根失效而引起机械回路内工质外漏的事件将占有极高的比例，盘根失效会引起工质流失;污染环境;腐蚀金属表面;减少阀门的寿命。
（1）前期检查
检修人员在接受维修任务后，因首先对照程序检查所需盘根外观状况，成型石墨垫表面应光滑细腻，无裂纹/皱折/局部损坏等缺陷;用游标卡尺测量实物与数据库信息相符（内径×外径×厚度）;检查每个成型石墨垫的包装和库存条件，防止用时受损。
（2）工作实施
了解这些盘根组件的相互关系和加工要求，为保证更换盘根工作的圆满完成，工作负责人需控制好每个影响更换质量的关键点，掌握盘根安装要求。
6、结束语
阀门在日常运行时漏泄缺陷相对较多;常常会出现跑，冒，滴漏现象，引起事故或能源浪费，设备腐蚀污染环境，甚至造成停机、停产。这些故障和缺陷很多是因阀门密封垫和盘根的选用和安装，紧固的方法不完全正确所引起的。因此，阀门检修密封垫和盘根的选用和安装工艺及方法需引起维修人员足够的认识和掌握，以便更加准确和细致地做好阀门检修工作。
参考文献：
[1]王佳杰，初宇红.阀门密封等级及选用[J].化工设备与管道，2010，01：40-45.
[2]马伟平，吴杰，詹一为，颜辞，范青.阀门密封填料性能试验的校准方法[J].天然气与石油，2013，05：86-90+11.
[3]方本孝，杨信平.阀门密封性能的研究[J].阀门，1999，02：14-18.