1、圆弧面密封副（圆弧面）。在一对密封面中有一个是圆弧面。适用于中、低压阀门上，如氨阀蝶阀。密封面的结构形式：圆弧面密封副（O形圈）。密封面的结构形式：刀形面密封副。一对密封面中，有一个像刀形，近似干线接触。适用于真空阀和启闭力不大的阀门。密封面的结构形式：圆柱面密封副。密封面为圆柱形。适用于给水调节阀、柱塞阀。二、密封圈材料及使用条件密封圈材料有金属和非金属两大类。常用材料及其使用条件。下面我们将就这些内容进行详细的讨论。密封面的材料：天然橡胶、合成橡胶。材料性能及其使用条件：合成橡胶的耐油、耐温、耐腐蚀等综合性能优于天然橡胶。一般合成橡胶的使用温度150，天然橡胶60，橡胶用于公称压力1MPa
2、的截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、止回阀、夹管阀等阀门的密封密封面的材料：尼龙。塑料具有摩擦系数小、耐腐蚀性好等特点。尼龙多用于温度93、公称压力32MPa的球阀、截止阀等。密封面的材料：聚四氟乙烯。聚四氟乙烯多用于温度232、公称压力6.4MPa的截止阀、闸阀、球阀等。密封面的材料：铸铁。用于温度100、公称压力16MPa、煤气和油类用的闸阀、截止阀、旋塞阀等。密封面的材料：巴氏合金。用于温度为70150、公称压力25MPa的氨用截止阀。密封面的材料：铜合金。常用材料有663锡青铜和58一2一2锰黄铜等。铜合金耐磨性好，适用于温度200、公称压力16MPa的水和蒸汽中，常用于闸阀、截止阀、止回阀
3、、旋塞阀等。密封面的材料：铬不锈钢。常用牌号有2Crl3、3Crl3经调质处理，耐腐蚀性能好。常用于温度450、公称压力32MPa的水、蒸汽和石油等介质的阀门上。密封面的材料：铬镍钛不锈钢。常用牌号为1Crl8Ni9Ti，其耐腐性、耐冲蚀性和耐热性能较好，适用于温度600、公称压力64MPa的蒸汽、硝酸等介质中，用于截止阀、球阀等。密封面的材料：渗氯钢。常用牌号是38CrMoAIA，经渗氮处理，具有良好的耐腐蚀性和抗擦伤性。常用于温度540，工作压力10MPa的电站闸阀。密封面的材料：渗硼。由阀体或阀瓣本体材料直接加工出密封面，再进行渗硼表面处理，密封面耐磨性能很好。用于电站排污阀。密封面的材
4、料：高铬堆焊钢、铁基合金、镍基合金、钴基合金。常采用手工电弧焊堆焊、等离子弧或氧一乙炔喷焊密封面。密封面常用堆焊、喷焊材料的焊条、焊丝、焊粉。三、填料的种类及选用阀门用的密封填料种类有压缩填料、V型填料、O形圈、波纹管以及液体填料等。1压缩填料：压缩填料是通过填料压盖的压紧产生弹性变形，与填料函内壁和阀杆紧密吻合，并产生一层油膜与阀杆接触，阻止介质的泄漏。按其结构不同可分棉状、模压、卷制、叠制、扭制、编织等成型填料。压缩填料的结构形式：（a）扭制；（b）编织；（c）卷制；（d）叠制；（e）棉状。按其材料不同可分软质填料、半金属填料和金属填料等。2下面将按照压缩填料组成的材料分别介绍压缩填料的使
5、用条件。 （1）植物纤维填料用麻类或棉类浸渍油、蜡或其它防渗材料制成，用于100以下的低压阀门上。适用于水、氨、醋酸、苛性钠等介质。 （2）石棉纤维填料石棉纤维有较好的耐热性，能耐弱酸、强碱，强度较高，吸附性能好等优点。如加一些耐酸、碱材料，浸渍摩擦系数小的材料，加入导热性好的金属材料，可改善石棉填料的性能，使其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性、强度等都有不同程度的提高。石棉填料有夹金属丝的和不夹金属的两种。目前常用的石棉填料按照JBl7129l选用。其中有油浸石棉盘根（JC6882）它系用石棉线（或金属石棉线）浸渍润滑油和石墨编织或扭制成的密封材料，油浸石棉盘根分方型、圆型和圆型扭制三种；还有橡胶石
6、棉盘根（JC6782），它系用石棉布、石棉线（或石棉金属布、线）以橡胶为粘合剂，卷制或编织成的密封材料，橡胶石棉盘根压成方形，外涂高碳石墨。石棉填料的牌号及使用范围参阅表8-1。石墨石棉填料是在石棉中渗透石墨粉制成的，可用于温度450以上。压力16MPa。石蜡石棉填料是石棉纤维浸渍石蜡制成的，用于低温、深冷阀门。表81 石棉填料牌号及使用范围名称油浸石棉盘根JC68-82橡胶石棉盘根JC67-82牌号YS250YS350XS250XS350XS450XS550适用压力MPa4.568适用温度/250350450550适用介质用于水、蒸汽、空气、石油产品等用于蒸汽、石油产品等橡胶填料有橡胶夹布、
7、橡胶棒、环形橡胶填料，用于温度140的氨、浓硫酸等介质中。碳纤维填料型号为TCW型，它是用碳纤维编织绳浸渍聚四氟_乙烯乳液而成的。碳纤维填料有极好的弹性和柔软性；有优异的自润性，能耐低、高温，在空气中可在120350温度范围内稳定工作，耐压35MPa。柔性石墨填料 柔性石墨填料有如下优良性能： 独特的柔韧性和回弹性，制作切口填料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。耐温性能好。低温可应用于一200，在高温氧化性介质中呵用到500，在非氧化性介质中可应用到2000，并能保持优良的密封性。耐腐蚀性强。对酸、碱类、有机溶剂、有机气
8、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。摩擦系数低，自润性良好。对气体及液体具有优良的不渗透性。使用寿命长，可反复使用。柔性石墨在石油、化工、发电、化肥、医药、造纸、机械、治金、宇航和原子能等工业中得到广泛地应用，柔性石墨填料一般可压制成型。适用公称压力32MPa膨胀聚四氟乙烯经过膨胀处理的聚四氟乙烯，克服了弹性差的缺点，具有橡胶的弹性，又不失其原有的特性，性能大大地改善，用一种100膨胀聚四氟乙烯编织的填料，主要用在阀门上，适用温度268288，对磨损的阀杆有良好的密封效果。在膨胀聚四氟乙烯中混合一定石墨和耐高温润滑剂
9、的纱而编织的填料，可作线速度21.8m/s的泵用填料。陶瓷纤维填料型号为NGW型，由陶瓷纤维和金属合金丝为主要原料，再加入石墨滑石粉制成，它的耐温性能极好，能耐深冷和超高温介质；耐腐蚀性能也很好。目前国际上应用较少。国外制作的陶瓷纤维填料的使用温度可达1480。金属填料：按其结构可分为金属箔带缠绕填料，金属箔揉绉叠压填料，金属波形填料、铅丝扭制填料和铅圈填料等。金属箔带缠绕填料和金属箔揉绉叠压填料，其优点是耐高温、耐冲蚀、耐磨损、强度高、导热性好。但密封性能较差，需要较大的压紧力，必须与塑料填料配合使用。其使用温度、压力、耐腐蚀性根据金属材料而定。金属波形填料：型号为BSP一600型，波型片材
10、料为1Crl8NigTi，使用温度600 ，压力20MPa，是一种较好的填料。铅丝扭制填料主要用在温度90的浓硫酸等介质中。 铅圈填料是将铅熔化后铸成方形断面的填料，与石棉填料交错装配使用。能在温度550的油品介质中使用。3V型填料：V型填料由上填料、中填料、下填料组成。上、中填料是用聚四氟乙烯或尼龙制成，下填料是用2Crl3，1Crl8Ni9，A3钢等材料制成。聚四氟乙烯耐温232，尼龙耐温93 ，一般耐压32MPa，常用于腐蚀性介质中。4O形圈：O形圈的剖面为圆形，其材料为橡胶、聚四氟乙烯及金属空心O形圈，O形圈不仅用于静密封，也可用于动密封。其中，橡胶O形圈用途最广泛。O形圈最高使用压力
11、可达40MPa。5波纹管：波纹管用于密封，可节省填料，故称波纹管为无填料密封。它呈皱叠形圆管体，一端固定在阀杆上，另一端固定在阀盖上，阀杆与阀盖之间处于全封闭状态，阀杆可作上下运动。有的将波纹管与石棉填料组合使用。波纹管用1Crl8Ni9Ti、高锌荷兰黄铜等材料制成，用于毒性介质和密封面要求较高的场合。一般使用压力为06MPa，使用温度150。6液体填料：液体填料主要作为其它填料间隔断用。四、垫片的种类及选用1垫片的种类：垫片可分为软质垫片、硬质垫片、液体密封垫片三大类。 （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。非金属垫片质地柔软，具有一定弹性，容易填满间隙
12、，因此密封性能较好，应用广泛。 橡胶类垫片。橡胶具有柔软、弹性好的特点，在压紧力较小的条件下，能达到密封效果。常见的有橡胶板制成的平形垫和O形圈等。 塑料类垫片。塑料耐腐蚀性能好，但大部分耐温性能差，一般制成平形垫片，用于低温及腐蚀性介质上。其中，聚四氟乙烯称为塑料王，它能在180232的腐蚀性介质中长期工作。现研制出一种膨胀聚四氟乙烯，具有弹性，又比原聚四氟乙烯性能好，用它制作的静密封胶带，具有柔性、压缩性、高抗拉强度、不污染介质，不被浸蚀，使用温度范围广等优点。 石棉类垫片。石棉制品有石棉板、石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板。石棉橡胶板是以石棉、橡胶为主要原料制成的密封衬垫材料，一般制成平形垫，
13、适用于光滑式法兰密封面，凹凸式法兰密封面和榫槽式法兰密封面。也有的用压模将石棉橡胶板压制成锥面密封垫圈，用于高压阀门上作为自紧式密封圈。石棉橡胶板的耐寒性、耐热性、耐化学性能很好，价格便宜，货源充足，在阀门上使用广泛。石墨类垫片。石墨制品如柔性石墨，也叫膨胀石墨，可耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、抗辐射；高温力学性能好、自润性良好、摩擦系数低。还具有独特的柔韧性和回弹性以及优良的不渗透性，适用于高温、强腐蚀性介质，阀门密封要求高，压紧力小，温度和压力变化剧烈的场合。在温度800以下的非氧化性介质中能长期工作。对一般化学溶剂、石油产品、酯类、蒸汽、还原性介质等均有良好的化学稳定性。柔性石墨广泛用于阀
14、门密封上，它可制成垫片，填料以及其它复合密封件。柔性石墨垫片一般使用压力在5MPa以下。（2）硬质垫片金属垫片。如铅、铝、铜、低碳钢、铬不锈钢、铬镍合金钢、蒙乃尔合金钢等。其中铅耐压能力差，可耐0.6MPa；铝可耐6.4MPa的压力，其它材料均可耐高压。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，可经受苛刻的工况条件，广泛用于高温、高压阀门上。半金属垫片。是将金属材料和非金属材料组合制成的复合垫片。半金属垫片可分为金属包覆垫片，缠绕垫片、非金属包覆金属垫片等。 A金属包覆垫片。用不同材料的金属箔，如铅、铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等，其厚度一般为0.1 mm0.3mm
15、，包覆在非金属垫片外。非金属作为垫片填充材料，有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维、陶瓷纤维等。金属箔能耐高温；而非金属材料富有弹性。金属包覆垫片有金属包平垫，金属半包平垫、波形垫、波形板贴石棉绳垫等。 金属包覆垫片：（a）波形板贴石棉绳垫；（b）波形垫；（c）包平垫；（d）半包平垫。 （a）为波形板贴石棉绳垫，是用不锈钢、铜、镍或钛金属薄板压制成波形垫后，在波谷中贴上约，516mm的绞合石棉绳而成。适用于粗糙的法兰密封面。 （b）为波形垫，具有压紧力少，密封性能好的特点，适用于光滑式法兰密封面。 （c）为金属包平垫，常用镀锌铁皮包石棉板，能耐温600，金属包陶瓷纤维垫能在1300的高温下使用。 （d
16、）为金属半包平垫，使用温度与填充材料使用温度几乎相同，很少使用。 B缠绕式垫片。把M型或V型金属薄带和非金属薄带紧贴在一起，然后绕成蜗线形的密封盘，金属带包裹在垫片的内外圈，并用点焊焊接，以防止缠绕垫片松散。缠绕垫片的金属带有镀锌的08#钢，0Crl3、1Crl3、2Crl3、1Crl8Ni9等。非金属带有石棉带、聚四氟乙烯带、柔性石墨带等。缠绕垫片有较好的弹性，强度高，能耐高温、高压。如镀锌08“钢和XB450橡胶石棉板或石棉板制的缠绕垫片，能耐温度450，压力10MPa；又如Crl3或1Crl8Ni9和石棉板制的缠绕垫片，能耐温度600，压力10MPa；以聚四氟乙烯带制成的缠绕垫片，能耐温
17、度250，压力3MPa；以柔性石墨带制成的缠绕垫片耐高温达1000、耐低温为200，耐腐蚀、自润滑、回弹性好的特性，使用压力35MPa，密封性能优良，一般条件下均宜采用。 缠绕式垫片其外形有方型、圆型、椭圆型等不同的几何形状；按其结构可分成四种：不带内外环的缠绕式垫片，称为基本型垫片；带金属外环的缠绕式垫片；带金属内环的缠绕式垫片；带金属内外环的缠绕式垫片。 缠绕式垫片的选用应该考虑法兰连接形式，光滑式法兰，应该选用带外环垫片或带内外环垫片；凹凸式法兰，应该选用基本型垫片或带内环垫片；榫槽式法兰，应该选用基本型垫片。 C非金属包覆金属垫片。用聚四氟乙烯和柔性石墨板粘贴在金属垫片和半金属垫片上，
18、以改善金属垫片和半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。 液体密封垫具有密封性好，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，甚至可用于填料上。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。 液体密封垫品种很多，按照成膜形态可分为干性附着型，干性可剥型，不干性粘着型、半干性粘弹型。这种分类方法较常见，同时还为使用者提供了涂布、拆卸等方面的依据。 液体密封胶中有一种厌氧密
19、封胶，也叫嫌气性密封剂。它与空气接触时，氧能阻止胶液中单体聚合而不固化。用它注入细小间隙中，会因缺氧产生聚合反应而固化，故叫厌氧密封胶。 厌氧密封胶的耐蚀性及耐久性较好。在密封面或螺纹连接处使用厌氧密封胶，可省去垫片，所需紧固力小；也可与垫片配合使用。厌氧密封胶的耐压性能良好，在法兰连接面上的使用压力为30MPa。选用液体密封胶应该依据介质的温度、压力、腐蚀等性能以及密封面的结构、材料、环境条件和涂敷工艺等要求。通常密封面（接触面）间隙大或较粗糙时，选用粘度大的胶；密封面大或表面较光滑时，选用粘度小的胶；介质为气体时，选用成膜性好的胶；液、气混合介质，应该按照气体的性能要求选用，并且，选用的胶
20、与液体介质不至互相溶解；化学性能活泼的介质，应该选用化学性能稳定的胶；温度波动变化较大的介质，应该选用韧性好的胶，对金属材料件，宜选用高强度胶；对非金属材料件，选用强度低的胶；厌氧胶适用于与空气隔绝部位；经常拆卸部位不能选用干性附着型的胶，而应该选用不干性粘着型的胶；现场无固化条件时，应该选用常温固化胶；应该急堵漏时，应该选用强度高、粘度大、固化快的胶。 热电厂自制一种密封胶，也叫高压涂料、能耐高压、高温，耐腐蚀、密封性能好，涂敷方便、成本低，用于阀体与阀盖止口密封处，代替齿形垫，涂布厚度为0.2mm左右。 高压涂料制作方法：将鱼油用小火加热至100左右，用棒子搅起看有丝状，再70的黑铅粉（石
21、墨粉）和30的红铅粉（红丹粉）按照重量比例加入加热的鱼油中，搅拌成糊状，冷却后待用。2垫片的形状：垫片的形状有扁平形、圆形、椭圆形、八角形、透镜形、齿形、波形、锥面形以及自紧密封及其它特殊形状。3垫片的选用原则 （1）选用垫片时，必须考虑垫片的密封性能、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，宜采用自紧式
22、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，制造垫片的材料应该满足如下要求。 应该具有良好的弹性，适当的柔软性，能够很好地与密封面吻合。 不污染操作介质，不腐蚀密封面，同时还应该耐工作介质的腐蚀。 应该具有良好的物理性能，即不因低温而硬化脆变，也不因高温而软化或塑流，应该具有较大的抗裂强度，且压缩变形小。 应该具有良好的加工性，而且除特殊用途外，垫片材料应该选成本低廉，市场上易于购买。 （4）要注意特殊要求例如有些介质不允许微量纤维混入，（如航空汽油和煤油不允许混入石棉纤维），不宜选用石棉橡胶板和其它纤维性垫片；某些部位振动很大，就应
23、该选用抗振性较好的垫片；用于难检修的部位，应该选择经久耐用的垫片。 （5）选用垫片应该尽量简化和归并其规格和材料品种，有利管理，防止使用上的混乱。 （6）当介质为环氧乙烷时，不得采用含石棉的垫片。 （7）苯对耐油石棉橡胶垫片中的丁腈橡胶有溶解作用，应该选用缠绕式垫片。 （8）当垫片有硫化氢应力腐蚀的场合下使用时，其垫片的金属材料应该选用含Ti的不锈钢。 （9）当选用金属垫片时，应该在完全退火状态下使用，尽可能选用较软的金属材料，其硬度应该比法兰密封面的硬度低20HB为宜。4垫片的选用：常用阀门的中法兰连接处垫片的选用，应该按照部标JBl7189l垫片（一）；JBl71991垫片（二）；JBl7
24、2091垫片（三）；JBl7219l垫片（四）选用，垫片的结构型式、尺寸和技术要求，后面第六节垫片的修理和制作会作详细介绍。 石油化工常用法兰垫片的选用应该按照SB2387石油化工常用法兰垫片选用导则选用。 （1）水类介质垫片的选用水类介质包括蒸汽（过热蒸汽）、清水、工业用水、海水、污水等。 （2）油类介质垫片的选用，它适用于燃料油、酒精、润滑油及动植物油等。 （3）一般气体介质垫片的选用，它包括空气、氮气、一般废气等。 （4）特殊气体介质垫片的选用，适用于氧气、氢气、城市煤气、氨气、液化石油气等。第二节 密封面的研磨一、研磨知识 研磨是一种精密的机械加工工艺，在阀门生产中，研磨工艺具有特别重
25、要的地位，阀门的金属密封件大多是采用研磨来达到其密封性能要求的。 研磨可以使工件获得很高的尺寸精度、几何形状精度及低的表面粗糙度，但不能提高工件各表面间的相互位置精度，通常可达到的尺寸精度为0.0010.003mm，几何形状精度（如平面度）为0.001mm，表面粗糙度为0.2以下。1研磨的基本原理。研磨时，研磨工具上的磨料受到一定的压力，磨料在磨具与工件间作滑动和滚动，产生切削和挤压，每一粒磨料不重复自己的运动轨迹，磨去工件表面一层凸峰，同时润滑剂起化学作用，很快形成一层氧化膜。在磨的过程中，凸峰处的氧化膜很快磨损，而凹谷的氧化膜受到保护，不致继续氧化。在切削和氧化交替过程中得到符合要求的表面
26、，所以，研磨过程是物理和化学合成的结果。2研磨的分类按照研磨的干湿可分为干研磨和湿研磨两种；按照研磨的精度分粗研、精研和抛光；按照研磨对象分平面研磨、内、外圆柱研磨、内、外圆锥体研磨、内外球面研磨和其它特殊形状的研磨等。干研方便干净，粗糙度低。湿研效率高。粗研主要是得到正确的尺寸和精度，精研主要是降低粗糙度。3研磨的速度研磨运动速度愈快，研磨的效率也愈高。研磨速度快，在单位时间内工件表面上通过的磨粒比较多，切去的金属也多，但是，研磨的速度过高会引起不容许的发热现象，使工件的尺寸精度及几何形状精度降低。 研磨速度通常为10240m/min。研磨精度要求高的工件，研磨速度一般不超过30m/min。
27、阀门密封面的研磨速度与密封面的材料有关。铜及铸铁密封面的研磨速度为l045m/min；淬硬及硬质合金密封面为2528m/min；奥氏体不锈钢密封面为1025m/min。手工研磨时由于受人体力的限制，研磨速度都比较低。4研磨的压力研磨效率随研磨压力的增大而提高，研磨压力增大后，磨料切入工件表面较深，切除的金属层也较厚。研磨的压力不能过大，否则，会产生切削过高的现象，还将破坏研磨过程的进行。通常使用人力（手工研磨）、荷重、弹簧或液压装置来施加研磨压力的。研磨压力一般为0.010.4MPa。 研磨铸铁、铜及奥氏体不锈钢材料的密封面时，研磨压力为0.10.3MPa，淬硬钢和硬质合金密封面为0.150.
28、4MPa。粗研时可取较大值，精研时取较小值。5研磨的余量研磨是光整加工工序，切削量很小。研磨余量的合理与否对研磨效果有很大的影响。如余量过大，不仅延长研磨时间，使生产率降低，还可能因研磨时间过长而影响加工表面的几何形状精度。余量过小，则不能完全去掉前道加工工序的加工痕迹，使工件表面的粗糙度和几何形状精度达不到规定的要求。研磨余量的大小取决于上道工序加工精度和表面粗糙度。在保证去除上道工序加工痕迹和修正工件几何形状误差的前提下，研磨余量愈小愈好。 密封面研磨前一般应该经过精磨，使加工表面有较高的几何形状精度和较低的粗糙度。有些密封面（如阀体密封面）不便磨削加工，则可采用精车，但是，这时必须增加一道粗研工序，粗研后才能用较细的研磨剂进行精研。 经精磨后的密封面可直接精研，其最小研磨余量如下：直径余量为0.0080.020mm、平面余量为0.0060.015mm。手工研磨或材料硬度较高时取小值，机械研磨或材料硬度较低时取大值。 精车后的密封面平面余量为0.012mm0.050mm。二、研磨剂 研磨剂是由磨料和润滑剂组成的一种混合剂。正确选用研磨剂可提高研磨的效率和质量l磨料：磨料的种类很多，应该根据零件的材质、硬度及加工精度等条件选用磨料。磨料的颗粒尺寸大小叫做粒度。用筛选法获得的磨粒，粒度号是用每平方英寸长度上的筛网孔数来表
