分別介紹SMC電磁閥常用的密封形式及選用原則

    SMC電磁閥是自動控制系統(tǒng)中比較重要的一個環(huán)節(jié)，比人的手和腳。調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)流體流量，克服干擾來被控變量達到給定的工藝指標。

    SMC電磁閥的閥部分由閥的內(nèi)件和閥體組成，閥的內(nèi)件包括閥芯、閥桿、填料函和上閥蓋等。上閥蓋和填料函用于對閥桿密封和對閥桿進行導(dǎo)向，防止工藝介質(zhì)沿調(diào)節(jié)閥門的閥桿這個可動部件向外泄漏，它是閥體不可分割的一部分。

    常規(guī)的上閥蓋結(jié)構(gòu)形式一般有四種：普通型、散熱片型、長頸型和波紋管密封型。材質(zhì)一般有鑄鐵、鑄鋼和不銹鋼，填料函一般為聚四氟乙烯或柔性石墨。

    典型的調(diào)節(jié)閥的閥蓋由與閥體相同的材料或等效的材料制成。閥蓋承受與閥體相同的溫度和腐蝕性影響，閥桿密封在經(jīng)過幾百次的循環(huán)動作之后，就會磨損，在工程應(yīng)用中，流體壓力也會導(dǎo)致密封磨損；填料的選擇也是一個問題，填料選擇不當，調(diào)節(jié)閥的摩擦力增大而導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥死區(qū)增大或者很容易使閥桿密封失效。

    因此，選擇調(diào)節(jié)閥，除了閥體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、執(zhí)行機構(gòu)、口徑計算外，還應(yīng)根據(jù)控制流體的壓力、溫度、壓差、流體的性質(zhì)，合理選擇上閥蓋的結(jié)構(gòu)形式和填料函，以防止流體沿著調(diào)節(jié)閥閥桿泄漏出來，即應(yīng)充分考慮閥桿密封的性能和使用壽命。這在工程設(shè)計中顯得非常重要。

    在強腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝流體中，調(diào)節(jié)閥一般不采用普通型、散熱片型、長頸型上閥蓋及密封結(jié)構(gòu)形式，因為此種結(jié)構(gòu)形式的密封性能和使用壽命極為有限。技術(shù)人員曾在現(xiàn)場做過相關(guān)實驗，采用304不銹鋼直行程調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)濃硝酸和濃硫酸混酸流量，使用聚四氟乙烯填料密封結(jié)構(gòu)，不到一個月經(jīng)過600次左右的全行程的調(diào)節(jié)閥閥桿的上下運動，聚四氟乙烯填料密封即*被破壞。在強腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝條件下，一旦閥桿密封被破壞，強腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝介質(zhì)從調(diào)節(jié)閥閥桿中泄漏出來，會對周邊環(huán)境和人身安全帶來嚴重的后果。

    采用波紋管密封型形式是解決上述問題的一個途徑。波紋管一般由不銹鋼做成。這種特殊的閥蓋結(jié)構(gòu)保護調(diào)節(jié)閥的填料函避免和流體接觸，一旦波紋管破裂，在波紋管上面的填料函結(jié)構(gòu)會防止波紋管破裂失效時產(chǎn)生的嚴重后果。在工程實際中，波紋管密封形式的選擇應(yīng)充分考慮波紋管密封的壓力的額定值會隨溫度的增高而降低，流體中不能有固體的顆粒存在，及波紋管材料的循環(huán)動作壽命等。在不銹鋼不耐某些工藝介質(zhì)腐蝕的強腐蝕的場所，如工藝介質(zhì)為濕氯氣時，濕氯氣中含有的微量鹽酸會使不銹鋼波紋管很快被腐蝕，則調(diào)節(jié)閥閥桿不能采用波紋管密封的形式。

    在這種情況下，正確地選擇似乎是采用隔膜調(diào)節(jié)閥。隔膜調(diào)節(jié)閥采用了耐腐蝕的襯里和耐腐蝕隔膜，不用填料，可以*避免腐蝕性介質(zhì)向外泄漏，但其流量特性不是很，且受隔膜襯里的限制，耐壓、耐溫性能較差，耐腐蝕隔膜片會由于上下折疊而造成疲勞損壞，壽命很短，一旦耐腐蝕隔膜片破裂，強腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝介質(zhì)會同樣從裂口處泄漏出來，因此，隔膜調(diào)節(jié)閥的使用受到了很大限制。

    因此，在強腐蝕、易揮發(fā)、有毒有害的工藝條件下，尋找一種、經(jīng)濟和實用的調(diào)節(jié)閥上閥蓋及密封結(jié)構(gòu)形式是調(diào)節(jié)閥工作從而實現(xiàn)過程自動控制的關(guān)鍵。2、調(diào)節(jié)閥閥桿的新型密封方法

    硝化棉硝化工序即濃硝酸和濃硫酸混酸和棉纖維反應(yīng)生成硝化棉，控制濃硝酸和濃硫酸混酸流量和棉纖維量的比例是硝化棉產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在硝化棉硝化工序自控系統(tǒng)的改造中，我們設(shè)計了一種新型的閥桿密封方式，成功地解決了調(diào)節(jié)濃硝酸和濃硫酸混酸流量調(diào)節(jié)閥的閥桿密封問題。

    在聚四氟乙烯填料密封的上方，我們設(shè)計了一個空腔，并且給這個空腔中通入惰性氣體(如氮氣，也可以是空氣)，并且要求惰性氣體的壓力要稍高于管道中工藝介質(zhì)的上限壓力。這樣，調(diào)節(jié)閥在使用過程中，即使調(diào)節(jié)閥的聚四氟乙烯填料密封被破壞，由于氣體的壓力要稍高于管道中工藝介質(zhì)的上限壓力，強腐蝕、易揮發(fā)、有毒有害的氣體也無法泄漏出來。為空腔中氣體的壓力穩(wěn)定，防止氣體沿閥桿上下串氣，在空腔的下部，把聚四氟乙烯填料分割為上下兩部分，在中間加一不銹鋼隔墊，將氟橡膠O型密封圈嵌入不銹鋼隔墊內(nèi)，隔墊上下用聚四氟乙烯填料將其夾緊。空腔上部的閥蓋中也嵌入氟橡膠O型密封圈，用螺栓將閥蓋壓緊。一般來講，氟橡膠O型密封圈的使用壽命是比較長的，高達上百萬次，只要氟橡膠O型密封圈的密封不被破壞，空腔中惰性氣體壓力會始終高于管道中工藝介質(zhì)的上限壓力，因此，這種調(diào)節(jié)閥閥桿的密封結(jié)構(gòu)形式是非常的，也很經(jīng)濟。

    一是密封面有臟物，使得密封面被墊住，造成閥瓣與閥座間存在間隙，從而造成閥門泄漏。排除這種故障的方法就是密封面臟物或使用提升扳手將閥門啟閉幾次。對于工作介質(zhì)為水的設(shè)備，要注意設(shè)備內(nèi)部的銹蝕防護；對有提升手柄的安全閥，在不影響正常的情況下，可定期手動排放介質(zhì)，以沖刷密封面的臟物；

    二是密封面損傷。由于密封面的材質(zhì)較軟，當密封面被較硬的雜質(zhì)墊住，并在外力的長期作用下，就會造成密封面的損傷。排除這種故障的方法就是根據(jù)損傷程度采用研磨或車削研磨結(jié)合的方法修復(fù)密封面，其粗糙度應(yīng)不大于Ra=0.2μm，另外要介質(zhì)的干凈；

    三是裝配不當或零件尺寸不合適。裝配不當會造成零件的同心度受到破壞，因此對于這類故障應(yīng)采取重新裝配或更換合適零件的方法解決；

    四是閥門開啟壓力與工作壓力比較接近，導(dǎo)致密封面比壓力過低。當閥門受到震動或工作介質(zhì)的波動時，都會輕易造成閥門的泄漏。因此需在設(shè)備安全的前提下，適當調(diào)升閥門的開啟壓力；

    五是彈簧失效，使閥門開啟壓力發(fā)生變化。造成這種故障的原因很可能是由于高溫或腐蝕等原因造成的。對于這種故障只能采取更換彈簧甚至調(diào)換閥門的方法解決。

    安全閥是鍋爐、壓力容器、壓力管道和其他受壓設(shè)備上重要的安全附件，應(yīng)經(jīng)常檢查，使之安全。其動作的性和性能的壞直接關(guān)系到人身和設(shè)備的安全，也與節(jié)能和環(huán)境保護緊密相關(guān)。因此需要從選型、安裝、調(diào)試、運行檢修及維修等過程嚴格把關(guān)，認真執(zhí)行標準、規(guī)程的要求，才能在鍋爐壓力容器超壓狀態(tài)時，其安全閥一定能夠起跳泄壓，保護其設(shè)備的安全。從而確保鍋爐壓力容器安全經(jīng)濟運行。