一、前言
近年來，我國的供水閥門，在設計、制造和選用等方面，都有了長足的進步，相關的行業標準逐漸編制完成。閥門所用球墨鑄鐵材料、不銹鋼材料以及銅合金材料，基本滿足設計要求，環氧樹脂粉末熱噴涂裝技術，也被一些閥門生產企業所掌握，唯有橡膠密封件質量，尚有較大差距，和閥門壽命50年的要求相差甚遠。
閥門使用過程中，橡膠密封件易老化、易撕裂，且回彈性差，造成內漏外泄，管網(包括閥門)的漏水率，平均高達16%以上，與國外先進工業國家6%～7%的管網漏水率相比，差距十分顯著。因此如何控制橡膠密封件的質量，降低各道環節的不良因素影響，是一個迫切需要研究的課題。
二、橡膠材料的基本要求
1.橡膠物理性能
管道橡膠密封圈屬于靜密封方式，在管道安裝完成后，除了管道沉降引起橡膠密封圈與接口間的緩慢運動外，橡膠僅處于靜態壓縮狀態;同時供水管網大多埋地，溫度、紫外線和氧化等因素對密封圈老化的影響極小。閥門用橡膠密封件有其不同的特點，多屬動密封，橡膠受力情況和周圍環境復雜，容易擠壓過度降低回彈性，容易磨損造成密封泄漏。
因此，解決閥門“橡膠密封件品質易老化，長期使用產生永久變形，密封效果降低”的問題，首先要針對閥門橡膠密封件的使用部位不同，對材料的耐老化、耐磨損、回彈性和壓縮永久變形等重要指標提出相應的物理性能要求。
閥門主密封的橡膠材料建議為三元乙丙橡膠EPDM。其物理性能要求見表1。
表1 三元乙丙橡膠物理性能
閥桿密封的O形圈橡膠材料建議為丁腈橡膠NBR。其物理性能要求見表2。
表2 丁腈橡膠物理性能
2.橡膠衛生性能
某些橡膠制品以次充好，從外表上看不出多大的區別，甚至使用中暫時也沒什么問題，但其內在質量卻存在著巨大的差異，或者干脆用再生膠生產，用有毒害、有嚴重污染的配合劑以牟取利潤。
因此，要杜絕密封橡膠“毒性大“的問題，要求與介質直接接觸的橡膠密封件，均須采用無毒性材料，嚴禁使用再生膠，有飲用水要求的必須通過GB/T17219-1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料安全性評價標準》或者BS6920:2000《通過非金屬產品對水質的影響檢驗接觸人體的適用性》的無毒性測試。
三、閥門橡膠密封件的檢測方法
(1)橡膠材料物理性能檢測 應按下列標準進行試驗：GB/T6031-1998《硫化橡膠或熱塑性橡膠硬度的測定(10～100 IRHD)》，GB/T528-1998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》，GB/T7759-1996《硫化橡膠、熱塑性橡膠常溫、高溫和低溫下壓縮永久變形測定》，GB/T1685-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮應力松弛的測定》，GB/T1690-2006《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐液體試驗方法》和GB/T7762-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態拉伸試驗》。
(2)橡膠材料衛生性能檢測 有要求時應按下列標準之一進行試驗：GB/T 17219-1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料安全性評價標準》和BS 6920:2000《通過非金屬產品對水質的影響看其接觸人使用的水適用性》。
(3)橡膠件的密封性能檢測 橡膠件應和閥門裝配為成品后，按GB/T 13927-2008《工業閥門壓力試驗》進行密封性能試驗。對于城市供水閥門，還應注意以下幾點。
1) 試驗介質為清潔自來水，試驗溫度為常溫，試驗后應清潔內腔。
2) 密封試驗的最大允許泄漏率為A級，即零泄漏，在試驗壓力持續時間內無可見泄漏。
3) 閘閥、蝶閥等應雙向密封。CJ/T 261-2007《給水排水用蝶閥》中規定，當允許降低密封壓力時，反向密封壓力不應低于正向密封壓力的70%。
4) 閘閥、蝶閥等應進行低壓密封試驗。CJ/T 216-2005《給排水用軟密封閘閥》規定，試驗壓力不超過0.02MPa，持續時間不少干60 s。
(4)橡膠件的壽命試驗
1)靜壓壽命試驗。橡膠件應和閥門裝配為成品后，型式試驗的靜壓壽命試驗，應按下列標準進行：JB/T 8858-2004《閘閥靜壓壽命試驗規程》，JB/T 8863-2004《蝶閥 靜壓壽命試驗規程》，JB/T 8861-2004《球閥靜壓壽命試驗規程》，JB/T 8860-2004《旋塞閥 靜壓壽命試驗規程》和JB/T 8859-2004《截止閥靜壓壽命試驗規程》。
其中閥門的啟閉循環次數，建議按CJ/T 261-2007《給水排水用蝶閥》中的規定，具體見表3。
| 表3 閥門啟閉循環次數 |
| 公稱尺寸DN/mm |
循環次數/次 |
| 50～500 |
10000 |
| 600～1100 |
5000 |
| 1200～1800 |
1000 |
| 2000及以上 |
500 |
2)循環動壓試驗。橡膠件應和閥門裝配為成品后，型式試驗的循環動壓試驗，建議按澳大利亞標準AS 2638.2-2006《水道用閘閥-第二部分彈性座封》進行，試驗步驟如下：首先，將閥門安裝在只與一只水泵連接的剛性管道上。在閥門關閉時提供800kPa的最小靜水頭，在閥門全開和后端水頭100±20kPa時流速為1.0±0.1 m/s。對于DN300以上的閥門，在閥門全開時通過的最小流量為100L/s。試驗過程中，控制流量的閥門設置應保持不變。其次，用不超過功能試驗扭矩的扭矩，全開和全關閥門至密封無滴漏，循環次數不得少于表4要求。接下來，試驗過程中閥桿密封不應泄漏。試驗最后，重新進行閥座密封試驗，應無泄漏。最后，將閥門拆卸，按下述要求檢查零件。橡膠件可以有磨損，但任何位置都不應完全脫落露鐵，橡膠與金屬間應無脫離。
| 表4 循環次數要求 |
| 公稱尺寸DN |
循環次數/次 |
| 80～200 |
450 |
| 250～300 |
125 |
| 350～750 |
75 |
四、貯存運輸
1.橡膠件的貯存
從生產到使用之間的任何階段，橡膠密封件和閥門成品，應按照GB/T 20739—2006《橡膠制品貯存指南》的規定進行貯存。宜注意以下幾點：
1)貯存橡膠密封件的環境宜保持清潔。
2)貯存溫度不宜高于25℃，最好在15℃以下。
3)橡膠密封件宜避光貯存，尤其要避免強陽光和紫外線的照射。
4)在貯存空間中，不宜有可產生臭氧的設備， 如汞蒸氣燈、易產生電火花或靜電的高壓電器。
5)橡膠密封件宜以無拉伸、無壓縮、無其他形變的松弛方式存放，如不宜懸掛。
6)減少在施工工地的貯存時間，盡量保持出廠包裝，并采取措施加強保護。
2.橡膠件的運輸
從生產到使用之間的任何階段，橡膠密封件應注意以下幾點。
1)對于閘閥的全包橡膠閘板、蝶閥的全包橡膠閥座等，在運輸過程中應采用保護套，防止磕撞劃傷，特別是密封面不應與硬物接觸。
2)在裝箱前，軟密封閘閥的閘板應處于全開位置，軟密封蝶閥的蝶板應開啟4°～5°，其他閥門以橡膠免受擠壓為原則。
3)在測試完畢包裝前，閥門內腔應用新鮮清水沖洗干凈、保持干燥，閥門進出口應用封頭或不干膠紙封閉，以防垃圾進入。
4)在施工工地裝拆閥門時，應輕拿輕放，嚴禁從車上直接向地上傾倒，以免損傷橡膠件。
3.安裝使用
軟密封閥門在安裝使用時，應特別注意以下幾點。
1)安裝于管道之前，管道法蘭與管道需預先焊接好。嚴禁夾著閥門焊接，以免熾熱的焊渣燒傷橡膠密封件。
2)密封閘閥的安裝姿勢原則上采取立式。因為臥式安裝時，閥體的閘板導槽內容易堆積沙子等雜物，閘板包覆橡膠容易受損。
3)閘閥原則上在全開或全關狀態下使用，如果用于小開度節流容易發生汽蝕。
五、總結
橡膠密封件作為供水閥門中的薄弱環節，需要在選材、試驗、貯存、運輸、安裝及使用等各道環節加以控制。本文的各項控制措施，是橡膠密封閥門的多年設計生產經驗總結，希望能為閥門生產企業的設計與制造、供水企業的選擇與應用提供借鑒。
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