2.2.1 阀座的密封原理

阀座密封的功能是阻止渗漏，阀座与阀瓣相互接触并达到密封，两个密封面就形成了密封副，当阀瓣处于关闭位置时，密封副应达到规定的密封性能（或者称为低于要求的泄漏量）。造成渗漏的因素很多，最主要的有两个：一是密封副间存在间隙；二是密封副两侧存在压力差。前者是影响密封性能的最主要因素，密封的基本原理是通过不同途径阻止流体渗漏。

上述因素对密封性能及泄漏量的影响可以用毛细孔原理进行解释。研究结果表明：密封副单位长度内的泄漏量与毛细孔直径的4次方成正比，与密封副两侧的压力差成正比，与密封面的宽度成反比。此外，泄漏量的大小与流体的性质有关。但是在实际应用过程中，还受到制造质量、材料缺陷等多种因素的影响。

聚酯装置阀门的阀座密封原理如图2-1所示，阀体1承受内腔工作介质的压力，柱塞2在阀体内做直线运动，阀座密封面4与柱塞2形成密封副3，柱塞处于关闭状态。阀体内腔的工作压力是p₁，处于关闭状态阀体的出口工作压力是p₂，阀座承受的压力差就是Δp=p₁-p₂，即在阀座与柱塞形成的密封副之间要具有一定的密封比压（单位面积上的正压力称为比压），此比压将使阀座产生弹塑性变形，填塞密封面上的微观不平度以阻止流体从密封副间通过。当阀座采用非金属材料制造时，必需的密封比压比较小；当阀座采用金属材料制造时，相同的密封比压将不能实现完全密封，此时必须加大密封的正压力，即加大密封副之间的密封比压。密封比压所引起的密封副变形应在材料的弹性范围内，并有不大的残余塑性变形。如果密封副表面粗糙或阀体密封面的圆柱度误差较大，则保证密封所需的比压就大，残余塑性变形也大。

聚酯装置专用阀门的阀座有些是采用金属材料制造的，有些是采用弹性和韧性都比较好的非金属材料制造的。无论是金属材料阀座还是非金属材料阀座，都是在一定的外力作用下使阀座密封副相互靠紧、接触甚至嵌入，以减小或消除密封面之间的间隙，从而达到接触型密封。

非金属材料制造的阀座密封圈比金属阀座密封圈更容易满足密封要求，尽管如此，保证绝对密封仍然是很困难的，即使试验时不渗漏，经过一定的使用周期也可能产生一定程度的渗漏或泄漏。因此，应根据不同的阀门结构、阀座密封副配对材料、使用工况参数、使用场合提出不同的密封性能要求。例如，用于聚酯装置内的高温高压工况点时，要求阀门有严密的可靠密封；而对于有些场合，如输送管道尾端的阀门，则可以适当降低密封要求。因为提高阀门的密封性能要求不仅会提高阀门的制造成本，还会使阀门密封副的摩擦磨损加快，从而降低阀门的使用寿命。