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選擇閥門硬密封與軟密封的依據(jù)主要包括工況要求、介質(zhì)特性、經(jīng)濟性以及密封性能。 工況要求: 在工況條件較為復雜的情況下,建議選擇硬密封,因為它能更好地適應復雜的工作環(huán)境,并且硬密封也能達到高級別的泄漏標準要求。 對于需要承受高壓和高溫的環(huán)境,硬密封是更合適的選擇,因為它能勝任中高壓等更為復雜的工作條件。 介質(zhì)特性: 如果介質(zhì)中含有固體顆粒或具有磨損性,或者溫度高于200度,硬密封是更好的選擇,因為它具有較高的耐磨性和耐腐蝕性,能夠承受更高的壓力和溫度。 經(jīng)濟性: 在選擇密封形式時,應根據(jù)軟硬密封閥門的價格,優(yōu)先選用經(jīng)濟型的密封形式。 密封性能: 軟密封圈具有良好的密封性能,能夠緊密貼合閥座防止介質(zhì)泄漏。 硬密封和軟密封的密封等級都可以達到高級別,但在結(jié)構(gòu)、耐溫性和壓力承受方面,硬密封顯示出更廣泛的適用性。
綜上所述,選擇硬密封還是軟密封應根據(jù)具體的工況條件、介質(zhì)特性、經(jīng)濟性以及所需的密封性能來決定。在工況復雜、介質(zhì)具有磨損性或高溫高壓的情況下,硬密封是更優(yōu)的選擇;而在對密封要求不高或介質(zhì)較為溫和的情況下,軟密封可能更為經(jīng)濟和適用。
軟密封、硬密封是針對于閥門閥內(nèi)件(閥芯、閥座)之間的密封形式而言的。
閥芯、閥座兩側(cè)均是金屬材料或較硬的其它材料的被稱為"硬密封",如下圖所示
閥芯采用金屬材料,而采用鑲?cè)敕墙饘俨牧?如尼龍、四氟乙烯等)的閥座,此種密封形式稱為"軟密封",如下圖所示:
由此可見,硬密封、軟密封主要體現(xiàn)在閥座的材質(zhì)上。
硬密封形式的優(yōu)點: 耐高溫,抗磨損,機械性能好。
硬密封形式的缺點: 密封性能較差;加工精度和工藝比較難;生產(chǎn)周期長;閥座和閥芯之間的磨損大;閥門的啟閉力矩大。
軟密封的優(yōu)點:軟密封材料有一定的彈性,因此對加工精度要求相對硬密封會低;密封性能好。
軟密封的缺點:不耐高溫、易磨損、機械性較差。
選擇硬密封還是軟密封,要根據(jù)過程介質(zhì)溫度、壓差、泄漏、防火等等綜合要求來考慮。
當介質(zhì)溫度超過230℃或壓差大于1.5MPa時,采用硬密封的形式,如煤化工氣化裝置中的煤漿切斷閥、鎖渣閥、氧氣切斷閥等。具體允許溫度取決于金屬的材質(zhì),允許的壓差取決于閥門的形式。
《石油化工自動化儀表選型設計規(guī)范》(SHT 3005-2016 )中規(guī)定如下:
10.3.3.1 開關閥應選用金屬密封閥座及閥內(nèi)件,帶防火墊片及增強型柔性石墨填料,金屬密封的要求也可以通過使用特殊設計的軟閥座實現(xiàn),保證軟閥座在火災時(燒化)閥門為金屬對金屬密封。閥座及閥內(nèi)件應能承受API 607 或API 6FA 標準的耐火試驗。
綜上所述,關于軟密封、硬密封可按如下原則選擇:
(1) 要求不高時,可選用軟密封;
(2) 工況復雜時,可選用硬密封。注意的是,硬密封也可以達到VI級泄漏標準的要求。(3) 同等條件下,根據(jù)軟硬密封閥門的價格,優(yōu)先選用經(jīng)濟型的密封形式。
硬密封閥門的優(yōu)點包括:
1、抗磨損:硬密封閥門通常采用金屬對金屬的密封方式,如不銹鋼、銅等金屬材料,這些材料具有較好的耐磨性。
2、耐高溫高壓:硬密封閥門能夠承受高溫和高壓的環(huán)境,適用于化工、電力等行業(yè)。
3、使用壽命長:由于硬密封閥門采用耐磨損的材料,因此其使用壽命相對較長。
缺點包括:
1、 密封性相對較差:與軟密封閥門相比,硬密封閥門的密封性可能稍遜一籌,實現(xiàn)零泄漏的難度較大。
2、成本較高:金屬材料的成本相對較高,導致硬密封閥門的制造成本和售價也相對較高。
3、加工和維修難度較大:硬密封閥門的加工和維修難度較大,需要專業(yè)的技術和設備。
軟密封閥門的優(yōu)點包括:
1、密封性能好:軟密封閥門采用橡膠、聚四氟乙烯等軟性材料作為密封材料,這些材料能夠提供良好的密封效果,甚至可以實現(xiàn)零泄漏。
2、耐腐蝕性強:軟密封材料對多種化學介質(zhì)具有較強的耐腐蝕性能,適用于各種化學介質(zhì)的控制。 結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便:軟密封閥門的結(jié)構(gòu)相對簡單,體積小巧,重量輕,安裝和維修都較為方便。
3、適應性強:軟密封閥門能夠較好地適應工況變化,具有一定的調(diào)節(jié)性能。
缺點包括:
1、不耐高溫:在高溫環(huán)境下,軟密封材料可能因軟化而發(fā)生泄漏。
2、易老化、磨損:軟密封材料的耐磨性和機械性能較低,容易老化、磨損,影響使用壽命。
3、壽命相對較短:由于軟密封材料易老化、磨損,因此軟密封閥門的壽命相對較短。