低温球阀的密封要素

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1 概  述

球阀由于结构简单，安装空间小，并且球阀依靠介质力密封，不受外部驱动力的影响，因而被广泛应用于各工况中。目前，LNG接收站普遍采用超低温球阀，超低温球阀的数量占整个LNG接收站阀门数量的80%，在使用中存在超低温球阀内漏的现象。本文基于低温阀门的设计准则及阀门密封性能的基本理论，对影响超低温球阀密封的要素进行了分析。

2 设计准则

由于工况温度极低，使超低温阀门的设计与制造面临一系列的技术难题，例如，材料的选择、低温密封、结构设计、固溶处理、深冷处理、绝热、质量检测、维修、安全等。为此对于低温阀门的设计有着一系列严格的标准，国际上主要采用标准BS6364《低温阀门》和MSSSP－134《对低温阀门及其阀体/阀盖加长体的要求》，这两个标准较全面地规定了低温阀门设计和制造的要点和规则。标准JB/T7749《低温阀门技术条件》是根据BS6364《低温阀门》转化而成。

在设计低温阀门时，除了应遵循一般阀门的设计原则外，应根据使用的条件，遵循低温阀设计的特殊要求。

①阀门不应成为低温系统的一个显著热源。这是因为热量的流入除降低热效率外，如流入过多，还会使内部流体急速蒸发，产生异常升压，造成危险。

②低温介质不应对手轮操作及填料密封性能产生有害的影响。

③直接与低温介质接触的阀门组合件应具有防爆和防火结构。

④在低温下工作的阀门组合件无法润滑，所以需要采取结构措施以防止摩擦件擦伤。

在低温阀门设计过程中，除了考虑低温阀门的流通能力等一般性要求外，还需要考虑一些其他指标，以便更好地对低温阀门的技术水平进行评价。通常通过衡量能量消耗是否合理对低温阀门的技术水平进行评价。

①低温阀门的绝热性能。

②低温阀门的冷却性能。

③低温阀门启闭密封件的工作性能。

④低温阀门表面不结冰的条件。

低温阀门与通用阀门的工作环境有很大的区别，在低温阀门设计、制造和检验等过程中除了要遵守阀门设计、制造和检验的一般规则外，还应当注意低温阀门所处的环境而进行适当的调整。

3 基本理论

影响阀门密封因素主要有密封副结构、密封面比压、介质的物理性质及密封副的质量等。但只有在真正了解阀门密封原理的情况下，充分考虑各种影响其密封性能的因素，才能防止泄漏和保证密封。

以平面密封为例，研究密封面连接的密封性问题，简单说明密封原理。密封连接原理如图1所示，其中容器充满带有一定压力的液体和气体，并用盖板封住，容器内的介质静压力作用为： FJ=A×P