李建芳 苏旭林

摘 要： 在原有铜镀镍手动排气阀基础上，进行设计优化，对采用O型密封圈密封方式和采用O型密封圈密封方式进行对比分析，得出结论，PTFE密封方式技术上可行，可以广泛应用于海外水冷产品。

关键词： 排气阀；O型密封；PTFE端面密封

1 引言

随着水冷产品在国外市场的不断扩展，对水冷系统每个部件满足客户需求的同时，降低成本，提升质量，无疑是当前最主要的问题。目前海外用户（主要是GE）要求水冷产品部件中，手动排气阀材质要求是不锈钢304及以上，并能承受1.5Mpa压力，且能应用于-40℃—60℃温度范围。通过对公司原有手动排气阀调查发现，目前在用的3/8"手动排气阀共有两种规格：

（1）手动排气阀，材质铜镀镍，价格低廉，13元/个；在国内工程现场反馈的质量问题中，问题频出，主要失效方式体现在不能耐低温，低温情况下，密封失效，容易泄漏。

（2）手动排气阀，材质304，价格低廉，不能耐压，不能耐低温，厂内试压泄漏率比较高。

目前市场上，3/8"手动排气阀一般材质均为铜镀镍，世伟洛克不锈钢排气阀价格比较昂贵。故为了满足技术需求，降低成本，在原有基础上研发一款不锈钢且能耐低温的手动排气阀，意义重大。

2 引进物料技术方案

2.1引进物料的技术指标

引进物料技术指标：

设计压力：1.0MPa，测试压力：1.5MPa，运行温度：-40℃～60℃，儲存温度：-40℃～60℃，阀体材质：304，密封材质：PTFE；阀盖材质：ABS，工作介质：水、油、气。

2.2引进物料的技术方案

在原有铜镀镍手动排气阀基础上，进行设计优化，提升材质，改变密封方式和密封材质：

（1）第一种方案采用O型密封圈密封方式，详见图1；

（2）第二种方案采用，详见图2。

3 试验验证

3.1试验方案及步骤

爱尔特不锈钢手动排气阀技术参数：DN10 A195-3/8；材质：304 接口：G3/8"；温度范围：-40—60℃。

（1）试验目的：验证两种规格的G3/8"手动排气阀，常温1.6Mpa水压和低温-40℃时，能否手动正常排气，高低温冲击试验连接密封处是否泄漏。

（2）试验平台：搭建稳压系统，预充压力，介质为：乙二醇+纯水混合物，冰点：-45℃。试验过程手动排气阀通过球阀控制与稳压系统连接成一个密封的整体。

（3）试验方案：两种规格手动排气阀各3个，进行如下试验：

1）水压试验：常温下，1.6Mpa水压试压，验证有无泄漏；

2）高低温试验：-40℃—60℃，五个循环，0.6Mpa，验证有无泄漏。

3.2 高低温试验过程及数据

（1）将手动排气阀连接至稳压系统，升压至1.2bar，试验排气性能，手动排气正常。

（2）将高低温湿热试验箱降低温度至-40℃，保持2.5小时，压力1.2bar，试验验证排气性能。两种方案手动排气均正常。

（3）高低温试验环境：保持压力6.0bar，常温→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→试验结束，试验共进行5个循环，75个小时。打开试验箱，拆开包装纸观察发现：第一种方案手动排气阀密封处发现有泄漏现象，而第二种方案未发现有泄漏现象。

3.3 水压试验

两种方案的排气阀进行水压试验，试验压力1.5Mpa，保压12小时，检查排气阀接口是否漏水。

3.4 结论

试验检测结果表明：

（1）第一种方案不能承受-40℃低温，而第二种方案可以。

（2）第一种方案在组装过程中，O型密封圈容易损坏，长时间使用影响密封。第二种方案PTFE密封圈虽然每次装配后会有无法恢复的压痕，但是只要装配时使用足够力度的力矩拧紧，暂不影响密封，厂内多次组装，试压均未发现有泄漏。水压试验，1.5Mpa，保压12小时后检查，均未发现任何泄漏。

（3）综上所述表明第二种方案试验合格。

4 与现有物料的兼容性及应用范围

与现有物料及现有的设计相比，兼容性很好。手动排气阀接口一般情况有两种规格，G3/8"和G1/4"，G3/8"手动排气阀相对应用的更广，在国内及国外的水机系统上广泛使用，平均每台水机（以DN40标准系列为例）8个/套左右，故而应用前景很广泛。同时，新开发的G3/8"手动排气阀，整体尺寸与原有产品相比，相差不大，完全可以互换，不会产生任何干涉，不会带来任何潜在的安装风险。

5 风险分析

5.1技术风险

从目前PTFE密封方式的G3/8"不锈钢手动排气阀的简单应用来看，使用情况良好，暂没收到任何质量方面的反馈；但根据用户方面的反馈，该款手动排气阀技术方面可能存在的泄漏风险有：

（1）PTFE端面密封方式，长期反复使用，可能导致密封圈压痕过深，不均匀，导致密封失效。预防方案：供应商每批次产品提供密封圈备件，及时更换。

（2）阀盖（材质ABS）设计保持原有铜镀镍产品形式，其与不锈钢阀体的连接配合可靠性，可能存在有一定的风险。供应商也正在研制和试验，优化阀盖的设计，持续保持对这一问题的关注。

5.2 经济效益风险

从经济效益上分析，不锈钢手动排气阀比同型号铜镀镍产品平均增加30/个的成本，但比市场上同规格不锈钢手动排气阀产品要便宜的多，不足5%，在满足客户技术要求的前提下，大大降低了成本，具有一定的经济效益。

6结语

PTFE密封方式的不锈钢手动排气阀试验合格，在技术上可行，同时可以与以前同型号产品进行互换，可以广泛应用于海外水冷产品。

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部.JB/T12386-2015给水管道进排气阀 [R].2015.