供水管网阀门用橡胶密封件的选择
分析了供水管网的工况条件，提出了对橡胶密封件性能的要求，介绍橡胶密封件的安装使用方法。
1、概述
城市供水管网一般为常温中低压工况，因此非金属弹性密封( 软密封) 阀门和弹性密封件得到广泛的应用。橡胶是阀门及管道连接件的主要软密封材料之一，但是橡胶密封件存在着易老化，易撕裂，长期使用回弹性差，密封效果降低等问题。因此真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为对橡胶密封件在材料选用及安装使用等方面提出了要求。
2、基本要求
供水管网系统常用的橡胶密封件有阀门用密封件﹑橡胶密封承口用胶圈和法兰连接用橡胶垫片等。
2.1、物理性能
橡胶密封件是中低压阀门的主要软密封形式，多属动密封。其橡胶的性能(回弹性﹑硬度等) ﹑阀门的密封结构﹑接触零件精度等是影响密封的主要因素。橡胶密封承口胶圈和法兰密封橡胶垫片作为管道连接处重要部件，应具有与管材( 包括其他柔性接口管材、阀门等) 相匹配的使用寿命。其属于静密封方式。管道安装完成后，除了管道沉降、水压波动引起橡胶密封圈与连接处间的缓慢运动外，橡胶基本处于静压缩状态。供水管网大多采用埋地方式，温度、紫外线和氧化等因素对密封件老化的影响较小，建议优先选用三元乙丙橡胶( EPDM) 。其综合性能优异，适合供水管道系统长期稳定安全运行。
2.2、卫生性能
为避免密封件对供水管网造成污染，与介质直接接触的橡胶密封件，均须采用无毒无害材料，严禁使用再生胶。有饮用水要求的必须通过安全性评价、无毒证明和无毒性测试( 如英国WRAS 认证等) 。
3、安装使用
3.1、O 形圈
O 形圈做为阀门及其他管道设备常用的密封元件，应用比较广泛。污水介质系统建议选用丁睛橡胶(NBR) ，清水介质系统建议选用三元乙丙橡胶(EPDM) 。在安装过程中，应防止O 形圈扭曲及割伤( 表1) 。
表1 O 形圈常见失效形式及解决方法
(1) 由于O 形圈安装时受挤压，装填时应将被触及的台肩( 包括轴的和孔的) 进行倒角或倒圆( 图1) ，根据O 形圈截面直径的不同，选用不同的倒角长度( 表2) 。表面粗糙度为Ra0. 4 ～ 0. 8μm，以免割伤O 形圈。
图1 安装O 形圈的零件应该倒角( 倒圆)
表2 倒角尺寸mm
(2) 受尺寸限制不能进行倒角和圆角的零件，可用带有圆滑导锥的专用轴套进行装填( 图2) 。圆滑导锥推荐为( 3 ～ 5mm) × 15°，并清除毛刺。
图2 O 形圈装填专用轴套
(3) 拉伸安装的O 形圈，轴上滑行面应光滑并涂润滑剂，O 形圈应迅速滑至槽内。不得用滚动方法、手拉伸方法将O 形圈套入槽内。
(4) O 形圈装入槽内应无扭曲、松弛和划痕等缺陷，一般装后放置一段时间，让受拉伸的O 形圈恢复原形后再安装配合零件。
3.2 软密封阀门
(1) 软密封阀门安装于管道之前，管道法兰与管道需预先焊接。严禁夹持着阀门焊接，以免炽热的焊渣烧伤橡胶密封件。
(2) 软密封闸阀应采用立式安装。全包胶阀座的蝶阀与法兰对夹安装时，配对的管道法兰内径不能太大，靠背式结构需要配专用法兰，以免密封面宽度不够而外漏。拧紧法兰的螺栓不能太紧，以免橡胶阀座变形，引起阀门扭矩过大而无法启闭，或橡胶过度磨损而内漏。总之，对于不同类型的阀门，应根据阀门各自特性及管线安装环境特点选择恰当的安装方式，尽可能避免阀门橡胶密封件受损。
(3) 阀门安装完毕后，需将阀门全开，以最大流量反复冲洗管道，以免杂物划伤橡胶密封件。
3.3、橡胶密封承口胶圈
输水管道连接密封的橡胶承口胶圈如果安装过程不规范，易造成橡胶圈损害，导致其在管道系统中无法避免老化及失效。
(1) 建议优选三元乙丙橡胶制做胶圈。相比其他的普通橡胶圈其具有良好的抗老化性能，较高的回弹性和化学稳定性。
(2) 橡胶圈储存和运输过程中要加以保护。处于日晒、高温、在空气中储存时间过长等会加速橡胶圈的老化，缩短其使用年限。橡胶圈老化随着时间的积累而加剧，在管网运行中一旦遇到外载荷影响( 如外压、地质沉降、震动等) ，这种隐患一定会转化为失效、泄漏，降低管道系统使用寿命。
(3) 在橡胶圈安装使用过程中，严格按照规范要求采用专用的、对橡胶胶圈无害的润滑剂进行管道连接，不允许采用普通油脂或洗涤剂等作为管道连接的润滑剂。另外，在安装过程中采用拉力器等辅助工具使管件均匀插入连接，不允许采用强力推进插入连接管道。
3.4、法兰橡胶密封垫片
合理安装法兰密封垫片，是达到有效密封最关键的一步。运行中，对容易泄漏的接头，经常维护，加强管理，也是保证设备和管路系统稳定可靠运行所必不可少的措施。
(1) 安装前，应检查法兰的形式是否符合要求，密封面的粗糙度是否合格、有无机械损伤、径向刻痕和锈蚀等。
(2) 检查螺栓及螺母的材料、形式和尺寸是否符合要求，螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动，螺纹不允许有断缺，螺栓不允许有弯曲。
(3) 检查垫片的材料、形式和尺寸是否符合要求，是否与法兰密封面相匹配。垫片表面不允许有机械损伤、径向刻痕、严重锈蚀、内外边缘破损等缺陷。
(4) 两法兰必须在同一中心线上并且平行。不允许用螺栓等插在螺孔内对法兰进行校正，以免螺栓承受过大剪应力。两法兰间只准加一层垫片，不允许用多加垫片的办法消除两法兰间隙过大的缺陷。垫片必须安装准确，以保证受压均匀。为防止垫片压缩过度，应该边测量边拧紧螺栓，同时要注意对称均匀地拧紧螺栓。
4、结语
供水管网阀门用橡胶密封件的合理设计、制造和选用，不仅能够保证供水管网设备安全可靠地运行，延长使用年限，而且可以减少系统水源流失，降低管网运行成本。
