现代石墨化石棉填料

石墨化石棉填料的出现归因于在生产一种石墨和石棉的直接接混合物,而不是在制造表面涂层过程中的一些最新研究工作,这种填料具有优良的润滑,较冷的运行,较低的摩擦,良好的高温性能。

聚四氯乙烯填料

具有极好的抗化学侵蚀能力的聚四氟乙烯,作为一种低摩擦材料的杰出性质,使其成为一种用来制作填料的有吸引力的选择材料。这种材料特性的不利一面是强度低，热传导性不良以及随温度的升高而有收缩的倾向(即具有负的热膨胀系数)。当这种材料与作为润滑剂的绳填料(通常是石棉绳)结合使用时,其热收缩特性使材料的最大摩擦速度限制在大约8~10m/s,最高使用温度限制在大约250~290C

不过,热传导性可以通过入石墨来改善,利用挤压方法制成的聚四氟乙烯/石墨填料属于最吸引人,最有用的现代填料类型之列,比普通绳填料具有更好的性能,特别是在寿命和减少轴或杆的损方面尤为如此。

阀门的朝向和所处位置也是影响密封性能的重要因素。

和垂直安装相比，横向安装阀门容易产生过大的侧向载荷。有些阀门安装在不停振动着的管线或平台上，如果给阀杆提供辅助支撑，对保持其密封性能是有利的。有些阀门靠近高温设备，热辐射对密封性能有负面影响。

阀门内的工艺流体也是要关注的对象。

化学兼容性很重要；磨蚀性流体中的微粒可能导致密封元件性能下降。通常处于底部的密封元件，密封效果会比上层的差些，因为压盖施加的载荷只有一部分能传递到底部。在此情况下，介质内的微粒会进入密封元件，使其性能下降。含有悬浮颗粒的流体，会在盘根靠近外界空气的一侧蒸发和结晶，导致执行机构出问题。当流体被密封元件密封隔离，两侧会发生压力降，流体可能发生相变。相变时的膨胀非常剧烈，密封元件必须足够坚固才能承受相变产生的作用力。以低硬度O型圈为例，较容易在此类流体中损坏，尤其是小分子流体。

流体温度是必须考虑的要素。

如果低于550℉，可以采用聚四氟乙烯(PTFE)和Aramide芳纶纤维等高分子聚合物。O型圈常用于400℉以下的非苛刻工况。550℉以上的高温流体常用碳石墨盘根。在较低温度中，碳石墨盘根需要更大的密封应力，导致阀杆摩擦力更大。和其它材质相比，能承受的循环载荷较低。

在850℉以上的极高温度中，碳石墨盘根以及用于增强材质密封性能的有效成分，会在氧化气氛中劣变。对策是利用延长阀盖拉开填料函与阀体的距离，减小高温介质对盘根的影响。低导热率零件也能降低密封元件的温度，例如在填料函和密封元件之间安装陶瓷垫圈。

低温和深冷工况中，由于材质会变脆，强度降低，适用的密封材质有限。如果介质是液氨，通常要求BAM型式认证，即密封元件的清洁度必须符合标准。

压力越高无疑越难密封。由伯努利方程可知，流率的变量与压力变量的平方成正比。这就很容易理解，1500磅级阀门的密封难度远高于150磅级的阀门。在高压应用场合，尤其需要确保载荷、密封元件设计能和密封性能要求相匹配。

有些阀门在开关时，整栋楼甚至都会一起振动，有些阀门每年运行一百多万次，有些却难得运行一回。阀门的操作次数当然需要关注，而行程的长短也很重要。控制阀的行程通常很短，大型电动阀门行程可能较长，操作较频繁。和处于温度变化环境中的阀门相比，稳态温度环境中的阀门较容易密封。这其中当然有工艺介质的原因，但过冷或过热的环境显然会增加密封难度。

所有关注点中最重要的无疑是对密封性能的要求。许多行业，尤其是水处理行业，可以允许一定程度的可视泄漏。泄漏物质中携带有固态微粒，一旦堆积后可以堵住泄漏点。这样的状况是可以接受的，因此微量泄漏没有很大危害。在其它一些行业，可视泄漏就是个大问题。但对于不可视泄漏，一般仅限于按照工厂常规方法进行检测。对于密封元件的逸散泄漏要求就高得多，而且通常都会频繁进行测试和/或监测。其泄漏一般是非可视状态，计量单位是百万分之(PPM)，而且标准越来越苛刻了。有些流体的危害性极大，例如致癌物质，有些甚至仅微量就会致命。对此需要采取额外预防措施、后备系统、双密封系统，并在两道系统间设置漏失孔以便监测。波纹管密封阀门具有后备密封系统，可以用于此类危险流体。

希望上述内容有助于厘清特定阀门和工况所对应的各种变量，以便选择最适用的密封技术。历史经验无疑有宝贵参考价值，但如果需要更长的使用寿命、更高的可靠性或密封性能，那么全面考量上述各项因素将有助于甄别权衡的重点。相信掌握的信息越全面，越有助于选择最合适的密封方案。