球閥作爲閥門壓力管道、壓力溶器、防水密封圈鍋 爐等設備中主要部件之一，用于控制介質流通或切斷，它廣泛應于天然液化氣、電力、輕工、建築、冶金等各個行業領域。橡膠O形密封圈（以下簡稱O形圈）作爲 一種低廉成本，適用于裝在各類閥門中，在規定的溫度、壓力、以及不同的液體和氣體介質中，于靜止或運動狀態下起密封保護作用。而當球閥處于關閉位置時，應 達到規定的密封要求（或滲漏量要求），設計中選用O形圈作密封元件，能成功阻止滲漏，達到完全密封效應，特別是對于球閥在啓閉過程中，閥杆做旋轉運動 時，O形圈的運動摩擦力很小，選用O形圈作密封元件，實現零泄漏要求。所以O形圈是球閥中應用最普遍、密封效果最佳的密封元件之一。
1 應用範圍
球閥是一種在不同工況環境下，可通過手動驅動裝置、氣動驅動裝置或電動驅動裝置實現啓閉的閥門，在球閥生産制造中，O形圈又是一種適合多種密封形式的密封 元件，它的動態密封和靜態密封在各類球閥的密封性能中發揮重要的作用。。O形圈在端面上和閥杆中能有效阻止各類介質的泄漏，確保閥門系統正常運轉。O形圈 安裝在兩端面上它屬靜態密封效果，安裝在閥體中孔與閥杆上屬動態密封效果。兩種密封效果都完全滿足球閥的設計需求。
（1）靜態密封
O形圈屬于擠壓密封，擠壓型密封結構的基本特點依靠密封件發生彈性變形、在密封接觸面上造成接觸壓力，當接觸壓力大于被密封介質的內壓時，則起到密封作用，反之導致滲漏。兩片式球閥的左、右端體爲金屬對金屬接觸，屬于靜態密封結構，爲了減小O型環或 消除它們之間的密封面間隙，在設計時選擇O形圈作密封元件，當介質壓力較小時呈靜止狀態，所需密封力很小，此時靠裝配時的預緊力在O形圈彈力的作用下，即 可保證左、右端體密封；當介質壓力不斷升高時，密封比壓也隨著增大，O形圈驟然膨脹，此時O形圈有效地阻止了兩端縫隙間的泄漏點，球閥的密封性能因而得到 保證。
（2）動態密封
當球閥作啓、閉動作時，無論采用何種驅動方式，閥杆都要作旋轉運動，爲防止介質通過中孔間隙竄出，在閥杆處勾一凹槽嵌入O形圈，雖然閥杆作往複轉動 90°，但由于O形圈的摩擦小和良好的自潤滑性，它們相互配合起到良好的密封效果。爲了保證閥座與閥芯形成良好的密封副，同樣在閥座內加工一凹槽，把O形 圈安裝其中，當閥腔介質壓力升高時，在彈簧力的推動下，閥座向閥芯産生位移，在O形圈高彈性能的作用下，保證了管道內腔的密封性，此時O形圈在管道中啓動 態密封效果，前兩種結構形式中，O形圈同屬于動態密封結構。
（3）零泄漏密封
球閥的密封結構分爲金屬密封和軟密封兩種結構型式，相對于軟密封結構而言，金屬密封結構的閥門泄漏率較高，按API閥門泄漏等級規定，如果金屬密封結構的泄漏等級要達到Ⅵ（相當于零泄漏量），溫矽橡膠墊圈度 要求小于200℃以下，此時不管是靜態密封，還是動態密封的球閥選用O形圈作密封件，完全滿足各項設計參數。對于燃氣球閥來說，爲了防止氣體介質通過各種 渠道滲漏，造成易燃易爆，在各泄漏點處嵌入O形圈，能有效地防止閥體滲漏的間隙值小于0。001μm，從而實現零泄漏，所以它特別適用于需要用氣體、粉塵 等介質的特殊工況場合。
3 材料選用
O形圈材料種類繁多，有氟橡膠（FKM）、丁腈橡膠（NBR）和矽橡膠（VMQ）、乙丙橡膠（EPDM）、天然橡膠（NR）等等，在球閥中常用的O形圈材 料一般采用氟橡膠、丁腈橡膠和矽橡膠等，對于要求溫度高的球閥，比如大于等于200℃以上的球閥，建議選用其它形式的密封元件。球閥中應用的O形圈材料不 但與溫度、介質、壓力有關，而且受使用工況環境和各項綜合因素的影響而産生相應的變化。
（1）溫度
溫度是影響O形圈使用範圍的主要因素之一，在球閥設計過程中，選用的O形圈適用溫度一般爲－29～180℃，高溫或低溫工況的球閥，要另外選擇特殊合成材料爲能料制成的密封件，才能達到密封性能的使用要求。
在常用的橡膠材料中，參閱標准中橡膠製品的規定。氟橡膠具有優越的耐高溫性能，普通氟橡膠工作溫度範圍－25～240℃，而特殊牌號的全氟醚橡膠可承受300℃的恒溫或340℃的瞬間高溫而不發生硬化和膨脹失效。因此，對于其它工況高溫下使用的球閥，可適當考慮選用全氟醚橡膠。
橡膠在低溫工況下使用會脆化而失去密封效果作用，所以，低溫球閥一般不推薦使用。矽橡膠是橡膠材料中耐低溫能力最強的材料之一，雖然它可達到－100℃， 但它的拉伸強度低，抗磨損性能差。一般不能用于旋轉動密封部位。所以，對于低溫工況的球閥不適合選用，從有關資料得知，矽橡膠的使用溫度爲 －60～220℃，它在橡膠迫緊零件保持矽橡膠耐溫性能的基礎上，增強了耐化學性能和機械力學性能。
（2）介質
球閥作爲閥門中五大閥之一，適用于不同工程行業。針對不同的介質，選擇合適的橡膠材料和適當能料的O形圈是非常必要的。如氟橡膠O形圈具有抗燃性和良好的 氣密性、耐臭氧性及優良的抗腐蝕性。矽橡膠O形圈更適用于粉塵、顆粒介質的球閥。丁腈橡膠O形圈對耐油、酸堿、磨、化學侵犯等環境中有良好的密封、減震作 用。因此，酸性介質、油、水、氣、氧化性和還原性等其它混合化學的介質在球閥中都可選擇合適的O形圈。
（3）壓力
根據O形圈的化學原理；O形圈的硬度一般爲邵氏50～90，當閥門壓力管道較低時，爲節約環保，應優選硬度爲邵氏50～70的O形圈，當閥門壓力管道較高 時，爲安全角度考慮，應推薦選取硬度爲邵氏70～90的O形圈，當管道壓力大于等于150LB或1。0MPa時，應把O形圈嵌入在金屬凹槽內，防止O形圈 隨著壓力的變化而被擠壓變形。另外，高壓時，O形圈易發生破損。即O形圈在高壓的作用下，經過長時間高壓氣體分子滲入內部，當O形圈外部壓力瞬間降低時， 內部高壓氣體分子就容易急速擴散而撐破O形圈，如閥座處的密封O形圈，當球閥作旋轉開啓時，閥腔內部壓力瞬時泄放介質，會發出巨大的聲音，此時，取出O形 圈就發現已破裂，說明球閥密封性能已失效。由此可見，在此情況下，閥座密封建議使用致密封性高的O形圈，或適時更換O形圈密封，才能確保閥門管道的正常工 作。
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