填料密封中的“迷宫效应”所指的阀杆的表面平整程度无法达到微观水平，阀杆和填料间的微小间隙这是客观存在的，无法消除，如果从这方面进行填料密封设计，往往效果不是很理想，而这是造成多空间泄漏或动力泄漏的基本条件。密封介质通过填料和阀杆泄漏机理有很多形式：腐蚀间隙泄漏机制、多孔泄漏机制、动力泄漏机制等。本文对于高温工况下的阀门填料密封结构的改进设计是基于上述多种泄漏机制，提出切实可行的改进方案。

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视频作者：鲁阀阀门科技有限公司

高温阀门填料结构外漏分析

　　在高温工况下，如选用石墨盘根密封结构，很容易出现外漏情况。经分析原因如下：

　　石墨盘根装入填料函内，通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。由于填料具有一定程度的可塑性，受轴向压力后产生径向压力和微变形，内孔与阀杆紧密贴合，但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知，填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致，容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足，同时靠近压盖处受的径向压紧力大，所带来的填料与阀杆的摩擦力也大，在此处阀杆和填料容易出现磨损。

　　在高温情况下，温度越高，石墨盘根膨胀越大，摩擦力也随之加大，高温所带来的散热不及时，加速了阀杆和填料的磨损率，这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。

高温阀门填料结构的改进设计

　　高温工况下的阀门填料出现外漏的情况，高温填料一般选择膨胀石墨盘根为主。膨胀石墨填料的自润滑性和膨胀性好、回弹系数高，但缺点是易碎、抗剪切力差，一般安装在填料函的中间部分，防止膨胀石墨填料受到填料压盖和底部压垫的挤压而损坏；增强型石墨盘根因含有镍丝等，结实抗挤压，故可以安装在顶部和底部。

　　虽然利用膨胀石墨和增强型石墨盘组合解决部分高温下填料外漏的情况。但是对于阀门动作比较频繁的工况，石墨盘根磨损率比较高，使用一段时间后需要人工紧填料函上的紧固螺栓，对于人工和排查都带来了比较大的问题。基于上述问题的考虑，我司结合国内外文献以及经验的积累近年来研制一种补偿性的阀门填料结构，特别针对高温低压、以及高温高压的不同工况，针对性的开发不同的高温填料结构，一举解决了阀门在高温工况下容易外漏的情况。