上裝式超低溫球閥閥座區(qū)域的密封設(shè)計(jì)

上裝式超低溫球閥閥座處的泄漏主要考慮三個(gè)泄漏點(diǎn)：

第一個(gè)泄漏點(diǎn)為閥座密封材料和球體的接觸面，目前軟密封的上裝式超低溫球閥廣泛采用PCTFE的密封材料，PCTFE是三氟氯乙烯自由基引發(fā)的聚合物，主要是重復(fù)一CF(cl)—CF單元線性主鏈的產(chǎn)物，其硬度高、耐低溫、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，可在-196~125℃長期使用，機(jī)械強(qiáng)度和硬度優(yōu)于聚四氟乙烯。對于該處的密封設(shè)計(jì)，需要把握材料PCTFE在超低溫工況下的性能參數(shù)，精準(zhǔn)計(jì)算密封比壓，合理設(shè)計(jì)密封面寬度、角度以及密封點(diǎn)。

第二個(gè)泄漏點(diǎn)為閥座密封圈的底部與閥座金屬面的接觸部位，該密封問題需要利用結(jié)構(gòu)上的改變來解決(該點(diǎn)的密封問題主要是壓緊力無法精準(zhǔn)控制和超低溫下材料的尺寸變化)。目前較為常見的為滾壓式閥座密封結(jié)構(gòu)和帶壓板式密封結(jié)構(gòu)兩種設(shè)計(jì)。

對于滾壓式閥座結(jié)構(gòu)，壓緊密封圈的力需要精準(zhǔn)的計(jì)算，既要滿足密封圈的密封要求，也不能超出材料本身的極限強(qiáng)度，而對于復(fù)雜的超低溫工況，無論是金屬還是非金屬，尺寸微小的變動(dòng)都會(huì)影響密封效果。除此之外，對于加工精度的控制也需要極其苛刻的要求，需要保證閥座在受介質(zhì)壓力時(shí)能夠滿足該密封點(diǎn)的必須比壓力。

對于滾壓式閥座結(jié)構(gòu)，壓板圈是依靠一圈螺釘來壓緊密封圈的，而在超低溫工況下螺紋的預(yù)緊力會(huì)發(fā)生變化，再加上介質(zhì)的流動(dòng)沖刷作用，有可能會(huì)造成螺釘在工況作用下的松動(dòng)，這些情況必須是設(shè)計(jì)者需要考慮的。

第三個(gè)泄漏點(diǎn)是Lip Seal密封圈和閥座外徑及閥體閥座腔內(nèi)徑處，該處的密封問題可結(jié)合前面提到的中部法蘭區(qū)域的密封設(shè)計(jì)，主要考慮依然是低溫環(huán)境材料的尺寸變化(奧氏體不銹鋼低溫狀態(tài)下馬氏體形態(tài)的轉(zhuǎn)變和材料本身熱脹冷縮共同作用的結(jié)果)。