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控制阀的新型密封办法

日期：2013-04-28

1、引言

　　 控制阀是自动控制系统中十分重要的一个环节，犹如人的手和脚。控制阀调节流体流量，克制干扰来保证被控变量到达给定的工艺指标。控制阀的阀局部由阀的内件和阀体组成，阀的内件包括阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等。上阀盖和填料函用于对阀杆密封和对阀杆停止导向，避免工艺介质沿控制阀门的阀杆这个可动部件向外走漏，它是阀体不可分割的一局部。

　　 常规的上阀盖构造方式普通有四种：普通型、散热片型、长颈型和波纹管密封型。材质普通有铸铁、铸钢和不锈钢，填料函普通为聚四氟乙烯或柔性石墨。

　　 典型的控制阀的阀盖由与阀体相同的资料或等效的资料制成。阀盖接受与阀体相同的温度和腐蚀性影响，阀杆密封在经过几百次的循环动作之后，就会磨损，在工程应用中，流体压力也会招致密封磨损；填料的选择也是一个问题，填料选择不当，控制阀的摩擦力增大而招致控制阀死区增大或者很容易使阀杆密封失效。

　　 因而，选择控制阀，除了阀体构造、材质、执行机构、口径计算外，还应依据控制流体的压力、温度、压差、流体的性质，合理选择上阀盖的构造方式和填料函，以避免流体沿着控制阀阀杆走漏出来，即应充沛思索阀杆密封的性能和运用寿命。这在工程设计中显得十分重要。
　
　　 在强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺流体中，控制阀普通不采用普通型、散热片型、长颈型上阀盖及密封构造方式，由于此种构造方式的密封性能和运用寿命极为有限。作者曾在消费现场做过相关实验，采用304不锈钢直行程控制阀调节浓硝酸和浓硫酸混酸流量，运用聚四氟乙烯填料密封构造，不到一个月经过600次左右的全行程的控制阀阀杆的上下运动，聚四氟乙烯填料密封即完整被毁坏。在强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺条件下，一旦阀杆密封被毁坏，强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺介质从控制阀阀杆中走漏出来，会对周边环境和人身平安带来严重的结果。
　
　　 采用波纹管密封型方式是处理上述问题的一个途径。波纹管普通由不锈钢做成。这种特殊的阀盖构造维护控制阀的填料函防止和流体接触，一旦波纹管决裂，在波纹管上面的填料函构造会避免波纹管决裂失效时产生的严重结果。在工程实践中，波纹管密封方式的选择应充沛思索波纹管密封的压力的额定值会随温度的增高而降低，流体中不能有固体的颗粒存在，及波纹管资料的最长循环动作寿命等。在不锈钢不耐某些工艺介质腐蚀的强腐蚀的场所，如工艺介质为湿氯气时，湿氯气中含有的微量盐酸会使不锈钢波纹管很快被腐蚀，则控制阀阀杆不能采用波纹管密封的方式。

　　 在这种状况下，正确地选择似乎是采用隔阂控制阀。隔阂控制阀采用了耐腐蚀的衬里和耐腐蚀隔阂，不用填料，能够完整防止腐蚀性介质向外走漏，但其流量特性不是很好，且受隔阂衬里的限制，耐压、耐温性能较差，最致命的是耐腐蚀隔阂片会由于上下折叠而形成疲倦损坏，寿命很短，一旦耐腐蚀隔阂片决裂，强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺介质会同样从裂口处走漏出来，因而，隔阂控制阀的运用遭到了很大限制。

　　 因而，在强腐蚀、易挥发、有毒有害的工艺条件下，寻觅一种牢靠、经济和适用的控制阀上阀盖及密封构造方式是保证控制阀牢靠工作从而完成消费过程自动控制的关键。

　　 2、控制阀阀杆的新型密封办法

　　 硝化棉硝化工序即浓硝酸和浓硫酸混酸和棉纤维反响生成硝化棉，控制浓硝酸和浓硫酸混酸流量和棉纤维量的比例是保证硝化棉产质量量的关键。在硝化棉硝化工序自控系统的改造中，我们设计了一种新型的阀杆密封方式，胜利地处理了调节浓硝酸和浓硫酸混酸流量控制阀的阀杆密封问题。法兰球阀

　　 在聚四氟乙烯填料密封的上方，我们设计了一个空腔，并且给这个空腔中通入惰性气体(如氮气，也能够是空气)，并且请求惰性气体的压力要稍高于管道中工艺介质的最高压力。这样，控制阀在运用过程中，即便控制阀的聚四氟乙烯填料密封被毁坏，由于气体的压力要稍高于管道中工艺介质的最高压力，强腐蚀、易挥发、有毒有害的气体也无法走漏出来。为保证空腔中气体的压力稳定，避免气体沿阀杆上下串气，在空腔的下部，把聚四氟乙烯填料分割为上下两局部，在中间加一不锈钢隔垫，将氟橡胶O型密封圈嵌入不锈钢隔垫内，隔垫上下用聚四氟乙烯填料将其夹紧。空腔上部的阀盖中也嵌入氟橡胶O型密封圈，用螺栓将阀盖压紧。普通来讲，氟橡胶O型密封圈的运用寿命是比拟长的，高达上百万次，只需氟橡胶O型密封圈的密封不被毁坏，空腔中惰性气体压力会一直高于管道中工艺介质的最高压力，因而，这种控制阀阀杆的密封构造方式是十分牢靠的，也很经济。

　　 3、完毕语

　　 这种密封构造的控制阀在2001年胜利地用于某公司硝化工序自动控制系统改造上，完成了硝化工序消费过程自动化，控制阀运转至今，从未发作过由于控制阀阀杆填料密封损坏而招致浓硝酸和浓硫酸混酸沿控制阀阀杆外泄事故。