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2006年第6期
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文章编号:1002-5855(2006)06-002702
关于气瓶阀门阀瓣密封材料变形问题的探讨
严仁兴,蔡燕听
上海气体阀门总厂,上海宝山200949)
摘要相关的气瓶阀门规定指出,阀门密封面不允许发生塑性变形,但是在进行了4500多
次超负荷的启闭试验斤,即使阀瓣密封件产生了严重的塑性变形,气瓶阀仍然密封艮好。因此
通过大最的试验,从理论上分析了气瓶阀阀瓣密时材料必然会产生塑性变形.也只有产生了塑性
变形才能保阀」实现气密封
关健词气瓶阀;密封;塑性变形;材料
中图分类号:TH36
文献标识码:
Inquiry into the def or mation problem on the
sealing material of cylinder valve
YAN Rerxing, CAI Yarxin
(Shanghai Gcncral Gas Valve Factory, Baoshan 200949, China)
Abstract: o me antho ritative persons inland think the sealing surface of the valve isn t allowed to be
plastic deformation; but we find the valve can remain in good sealing after excessive opening/closing
test up to more than 4500 cycles even though the shutter sealer become plastic deformed seriously, In
theory, the shutter sealing material of the cylinder valve becomes plastic deformed inevitably. It can
ensure tightness only when the plastic deformation occurs. Test and research on the valve sealing make
us leap in our understanding of sealing theory which should innovate and develop
Key words: cylinder valve; seal; plastic deformation; material
1概述
性变形。而我厂生产的作压力为20MPa、25
我厂牛产的高炷气瓶阀在4000次启闭的使用MPa、30MPa和35MPa等的气瓶阀阀瓣密封面均
寿命卜能确保阀门的有效关闭,该阀作外做试验存在塑性变形的叫题。为了分析瓶密封材料塑
检测付,其密封材料在15MPa⊥作压力下状态良性变形对阍门密封性能的影啊,对常用密封材料进
好,但是在20MPa下密封面出现压痕,显得偏行了大量试验和研究
软。相关资料中规定,只有qwF(密封面上的必须2试验分析
比压)≤g(密封而上的计算比斥)≤(q)(密封
对三种不同通径的气瓶阀门用F3、F4利导电
面上的许用比は压)时设计オ算合格り。也有资料尼龙66等密封材料做了一万多次的启闭试验。F
指出,为了保证有效的关目的,主要依靠在比较和导电尼龙66两种材料在经过了4500多次的超
窄的坏形密封面上施加床力,以及密封副应研暦至负荷关闭,材料表面留ド了很深的坏行四榑,产生
镜面般光洁。如果密封面太窄,接触力便超过允了严重塑性变形之斤,密封四表面未被压溃,很
许限度而发生塑性变形。如果密封面太宽,则接触光滑,阀门密封良好,关闭力矩与木做寿命试验的
压力不够,不能保证密封2。这些观点均表明,阀门相近。F4材料较软,经过了几十次超负荷启
在确保门密封的情况下,不允许密封材料发生塑闭后,塑性变形更重,但仍能密封,关闭力矩变
作者简介:严仁兴(1946-),男,上海宝山人,高级『程师,从事气瓶阅门的研究
O1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.nt
006年第6期
化不人(表1)。
高压气瓶网的阀座密封面人潞分采用带圆弧型
表1关闭力矩测试记录
的结构形式(图1),此结构在开始关闭时是线接
Q2(do=4)
K28A(do=10)
触。如果不用软密封,假定接触宽度为0.05mm,
网编号及ルにカ」カ矩「阀サ及『ルカカ定即使通径4mm的氧气瓶阀在气 R 15 Mpa时,能
密封材料 Mpa N m密封材料MPaN
关闭的最小轴向力在密封而上产生的计算比压し达
3号导电尼龙6161.75
16.014.85
598MPa以上。间HPb59-1的许用比压在密封面
15.510.604000多次启闭115.84
问无滑动吋仅是80MPa,这显然是不行的。因此
4000多次启闭后15.711.0514500多次启浦116.315.75
不能用半雨许用比床的概念来分析,而应采用许用
又6Nm500次启?14.91.13号导电尼龙66「16.04.6
接触应力的概念、。
号导电尼龙6615.81.0525Nm350
参照资料B〕,钢在循环次数N=107时,许
6Nm启闭10次15.70.717.5Nm150次
用接触应力为〔c)。当材料硬度≤350HB时
注:1.Q23号阀瓣4500次启洲试验(0Nm10次,2N?(c)=(2.5HB)MPa,气瓶阀的循环次数为
m1000次,3Nm500次,4Nm500次,5Nm2000次,6Nm500
4000次,所以(oc=
2.5=(9.2HB)
000
2.N28A10号网4500多次肩闭试验(2.SNm20次,MPa。根据密封材料ジ测硬度,其(c]如表3
17.5Nm1500次,15Nm2000次,12.5Nm1000次)。
表2两种气瓶阅密封面上的计算比压)
名称
单位
公式或素引
QF2
K28A
密时面宽度
mi
0.(0)5
0).12
0.O5
公称通径
设计给定
密封座圆弧半径
设计给定
密封面内径
do+2r-bm
1.15
计算压力
MIPA
设计给定
密封面处介质作用力
b山)2p
356,41477.81477.8
7密封面的必须比按中等硬度橡剧=「MPa「1.40.4+0.6P)/b10「186.1「120.1「186.1
密封面上的密封力
N
x(DN+み) BM SMF
160.7
249.1
654.8
密封面的总作用力
517
605.51805.32132.6
密封面的计算比压
Oいizェ(kN+)ハ
598.5
1026.2
生了一定塑性变形后才能密封良好,而且关闭力矩
减小。
表3密封材料的许用接触应力
许用接触成力(c
密封面材料
氏D布氏HB
铜HPb59-1

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