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水下阀门密封形式分析

2024-02-29 15:58     来源:海洋石油装备与材料     水下阀门 海上油气
在结构和选材确定的基础上,密封技术是确保阀门承压能力的关键。不同种类的阀门由于其结构和主要功能存在差异,其密封形式和要求也不尽相同。闸阀的密封包括阀板和阀座之间的硬密封、阀座与阀体焊缝密封、阀杆和阀盖的倒密封;球阀的密封包括球体和阀座的硬密封、阀杆和填料的密封等。

水下阀门中一般采用固定球、浮动阀座密封形式,球体和阀座之间通常采用金属密封。水下阀门在深水环境中除了承受介质内压外还承受着巨大的静水压力,为防止介质外漏或海水进人阀体,阀体与环境外至少要设置两道密封,其中金属密封作为主密封,热塑橡胶作为次级密封。

阀座处的密封面有DPE (double piston effect)密封面和 SPE (single piston effect) 密封面两种形式。

DPE密封面原理为:当阀腔压力升高时,阀座下游和上游之间存在密封面积差,在差压和弹簧密封压力的作用下,阀座推向球体,从而实现双向密封。

SPE密封面原理为:当上游压力大时,上游密封面和阀腔内密封面存在一个密封面积差。在阀座初始密封压力(由阀座弹簧提供)和上下游密封差压的作用下,阀座紧紧地压向球体从而提供良好的密封;当阀腔内压力大时(如由于上游密封面轻微泄漏导致压力在阀腔内积聚,当阀腔内压力积聚到一定值时,阀腔与下游的差压会大于弹簧的初始密封压力,从而将阀座推离球体),阀腔压力向下游泄放。

水下阀门的密封面一般为SPE,用户根据实际需要也可以要求厂家做成DPE+SPE的形式。如为了保证向下游的良好隔断,通常将阀门上游密封面选为SPE形式,下游密封面选为DPE形式。

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