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阀门基础知（四）

1、硬密封是什么？

    硬密封是指密封副的两侧均是金属材料或较硬的其它材料的密封结构。硬密封通过使用硬质材料（如金属）制成的密封件，将两个部件之间的接触面紧密地连接在一起，形成一个可靠的密封。这些密封件通常是垫片、O型圈、填料等。

    如全功能超轻型调节阀，密封而言有耐磨合金保护，可靠性高，泄漏率达10^-7  。已经能够满足切断阀的要求。切断阀要求密封性能，软密封阀的泄漏是最低的，切断效果当然好，但有着不耐磨、可靠性的缺点。从泄漏量密封性能都优越的双重标准来看，硬密封切断相比软密封切断就更好。

2、为什么调节阀-双座密封阀不能当作切断阀使用？

结构特性方面

• 双座阀芯受力问题
• 双座密封阀有两个阀芯，分别位于阀座的上、下位置。这种结构使得阀芯所受的不平衡力较大。当阀门处于关闭状态时，流体对两个阀芯的作用力难以达到完全平衡，这就容易导致阀芯不能紧密地贴合在阀座上。
• 例如在一些高压差的工况下，流体对阀芯产生的侧向力可能会使阀芯产生微小的位移，从而破坏密封效果，无法实现完全切断。
• 密封面磨损问题
• 双座密封阀的阀芯与阀座之间的密封是依靠金属与金属（或其他密封材料与金属）的紧密贴合来实现的。在实际使用过程中，由于双座阀芯的上下运动以及流体的冲刷，密封面很容易产生磨损。
• 一旦密封面磨损，就会导致泄漏量增加，难以保证切断功能所需的密封性。而且双座阀芯的两个密封面同时磨损的情况较为常见，这进一步降低了其作为切断阀的可靠性。
  

流体动力学方面

• 流路复杂导致冲刷严重
• 双座密封阀的流路相对复杂，流体在通过阀门时会产生较为复杂的流动状态，如漩涡、紊流等。这种复杂的流动状态会对阀芯和阀座产生较大的冲刷力。
• 长期处于这种冲刷下，不仅会加剧密封面的磨损，还可能会使阀芯发生松动、变形等问题，从而影响阀门的关闭性能，无法有效地切断流体。

调节特性对切断功能的影响

• 调节特性与切断要求的矛盾
• 调节阀的设计初衷是为了实现对流量的精确调节，其阀芯的开度是根据控制信号在一定范围内连续变化的。而切断阀的要求是在全开或全关状态下工作，以实现完全导通或完全截断流体的目的。
• 双座密封阀作为调节阀，在调节过程中频繁地在不同开度之间切换，这种频繁的动作不利于保持良好的切断性能。即使在关闭位置，由于其调节特性的影响，也可能无法达到切断阀所要求的零泄漏标准 。

3、为什么调节阀-双座阀小开度工作时容易振荡？

流体力学特性方面

• 流场不稳定
• 在小开度情况下，流体通过双座阀的通道截面积相对较小，流速显著增加。此时，流体的流动状态变得更加复杂，容易形成紊流。紊流具有不规则的脉动特性，会导致作用在阀芯上的力不稳定。
• 例如，流体的速度和方向不断变化，产生周期性的压力波动，这些压力波动会传递到阀芯上，引起阀芯的振动，进而导致阀门振荡。
• 局部阻力变化大
• 双座阀在小开度时，阀芯与阀座之间的缝隙很小，流体通过这些狭窄通道时会产生较大的局部阻力。而且，由于小开度下流体的流动特性对阀芯位置、阀座的几何形状等因素非常敏感，即使是很小的变化也会导致局部阻力发生较大改变。
• 这种局部阻力的不稳定变化会打破阀门系统的力平衡，使得阀芯不断地进行调整动作，从而引发振荡现象。
  

阀门自身结构特性方面

• 不平衡力影响
• 双座阀本身存在不平衡力的问题，在小开度工作时，不平衡力的影响更为明显。由于双座阀有两个阀芯，流体对两个阀芯的作用力可能不完全对称，而且在小开度下，流体对阀芯的作用力方向和大小的变化更为剧烈。
• 当不平衡力超过一定限度时，就会推动阀芯偏离其平衡位置，而阀门的控制系统又会试图将阀芯拉回平衡位置，这种反复的作用就会导致阀门产生振荡。
• 阀芯导向问题
• 双座阀的阀芯在工作过程中需要依靠导向装置来保证其直线运动。在小开度情况下，阀芯的运动幅度相对较小，此时导向装置的精度和稳定性对阀门性能的影响更为突出。
• 如果导向装置的加工精度不够、磨损或者润滑不良等，都可能导致阀芯在运动过程中出现卡涩、偏斜等情况，进而引起阀门振荡。

控制系统方面

• 调节滞后与超调
• 调节阀的控制通常是通过控制系统来实现的，在小开度工作时，由于阀门响应速度相对较慢，容易出现调节滞后的现象。即当控制系统发出调节信号后，阀门不能及时准确地达到所需的开度位置。
• 同时，为了克服系统的惯性和干扰等因素，控制系统可能会过度调节，导致阀门开度超过目标值（超调）。随后，控制系统又会试图纠正这种超调，使得阀门在目标开度附近来回摆动，从而产生振荡 。
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