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球阀的紧密性指标是由内漏和外漏的要求决定的。根据我国标准,非金属密封球阀的严密性按GB/T13927《一般阀门压力试验》A级执行,要求“试验持续时间内无可见泄漏”;航天行业标准规定,地面燃气管道系统应使用球阀",在0.05MPa、1.1倍公称压力的压力条件下保压3min,内漏率不大于3×10-5pa·m3/s(无气泡逸出);在1.1倍公称压力的气压条件下,保压3min,外部泄漏率应不大于1×10-5pa·m3/s(无气泡逸出)。
在球阀早期,一般采用金属材料作为密封结构(也叫硬密封)。随着工程塑料技术的发展,特别是聚四氯乙烯的出现,球阀密封结构成为一种理想的密封材料。球阀主密封结构常见的软密封形式有刚性密封座、带弹性元件的密封座、PTFE唇形密封座以及由弹性膨胀环和PTFE唇形密封座组成的组合密封座。唇形密封座具有唇形结构,使其具有良好的弹性。在使用中,既能保证密封面的预压,又能补偿密封面的预压,优于刚性结构。
但在使用中发现,PTFE在温度变化条件下的弹塑性变形能力和稳定性仍不理想,且有较大的冷流倾向。同时,由于球阀的工作压力变化范围较大,采用聚四氟乙烯作为密封材料的唇形密封座在低压或长期使用的条件下,仍然容易发生泄漏。解决这一问题的方法是采用由弹性膨胀环和聚四氟乙烯唇形密封座组成的组合密封座。可以依靠金属弹性膨胀环良好的弹塑性变形能力,增强其整体的弹塑性变形能力和补偿能力,提高球阀的密封能力。
为保证球阀能满足规定的密封要求,需要通过介质的压力推动球体(浮动球阀)或密封座(固定球阀)产生微小位移,使密封座表面产生一定的弹塑性变形,形成必要的密封比压。
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