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高壓礦用溝槽閘閥填料的選用與更換

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介紹了高壓礦用溝槽閘閥閥桿密封的特性，分析了各種閥桿密封填料的性能和適用條件，論述了填料安裝和更換方法。

1、概述

　　在高壓礦用溝槽閘閥生產(chǎn)工藝中使用的閥門要承受很大的密閉壓力，所以要求閥門填料質(zhì)地致密、耐壓性能強。填料種類繁多，每一種類的填料又有不同的適用工況，正確的選用合適的填料不僅節(jié)省生產(chǎn)成本，更能充分發(fā)揮填料的實際作用，減少因為填料泄漏產(chǎn)生的閥門維修和生產(chǎn)損失。

2、填料選用要求

　　氧化鋁溶出車間的高壓閥門公稱壓力為PN10.0 ～80.0MPa，輸送的介質(zhì)多具有結(jié)晶性和腐蝕性，主要流程中的任意一臺高壓閥門泄漏都有可能造成整條生產(chǎn)流程的停工，因此對高壓閥門填料的使用和更換具有更高的要求。

　　2.1、編織致密

　　閥門內(nèi)流通的液態(tài)介質(zhì)對大部分的纖維都存在滲透性，編織致密的填料機械性能強，能夠很好的防止介質(zhì)的滲透以及高壓情況下開關(guān)閥門對填料的破壞。

　　2.2、抗磨損能力強

　　填料要緊密的貼緊閥桿，才能防止介質(zhì)的外漏，但是填料對閥桿的壓力越大，產(chǎn)生的磨損就越大，因此填料要有非常好的抗磨損能力，即使應(yīng)用于壓力高，開關(guān)頻繁的閥門中也不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。

　　2.3、自潤滑性能好

　　耐磨性強的填料在閥門開關(guān)頻繁時不會產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，但是填料壓力大時會對閥桿的往復(fù)運動產(chǎn)生巨大的阻力，造成閥門開關(guān)阻力大，因此要保證填料的潤滑性，填料的抗磨損能力和自潤滑性能是相輔相成的綜合技術(shù)性能。自潤滑性能好也可以有效的減緩因閥門開關(guān)產(chǎn)生的填料磨損。

3、常用填料類型

　　3.1、天然纖維類

　　天然纖維類填料主要包括棉、麻和毛等材料，這類填料造價低廉、來源廣泛，但是密封性能較差。隨著填料制造工藝的進步，天然纖維類填料的應(yīng)用范圍已經(jīng)很小。

　　3.2、礦物纖維類

　　礦物纖維類填料主要有石棉填料，這類填料密封效果好，用于弱酸、弱堿、液氨、水和油品介質(zhì)的閥門，作靜密封和防腐密封，效果最佳。但是由于石棉纖維污染環(huán)境，影響人們身體健康，許多國家全面禁止使用這種材料的填料。

　　3.3、合成纖維類

　　合成纖維類的填料集合了眾多材質(zhì)填料的優(yōu)點，但是其單價相對較高。由于合成纖維類的填料無論其物理性能還是化學(xué)穩(wěn)定性能都能夠滿足高壓閥門填料的需要，所以目前應(yīng)用于高壓閥門的填料主要是合成纖維類的填料，合成纖維類的填料可分為石墨、碳纖維和高溫超高溫等多種系列。

　　(1) 石墨系列

　　石墨系列的填料以石墨為主體材料編制而成。具有良好的自潤滑性及導(dǎo)熱性，摩擦系數(shù)小，通用性強，柔軟性好，強度高，對軸桿有保護作用等優(yōu)點。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，編織時可以使用襯金屬絲的方式加強其機械強度以更好的適用高壓閥門要求。石墨系列的填料適合用在高溫、高壓工況條件下的閥門閥桿的密封。相對于其他材質(zhì)而言，石墨填料的性價比較高。

　　(2) 碳纖維系列

　　碳纖維系列的填料主要以碳纖維為主體材料。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，無蠕變，耐疲勞，熱膨脹系數(shù)小，有很好的耐腐蝕性。碳纖維系列的填料更適合用于高溫、高壓工況條件下且開關(guān)頻繁的閥門閥桿的密封。

　　(3) 高溫超高溫系列

　　高溫填料由高品質(zhì)的合成纖維編織而成，結(jié)構(gòu)細密，具有極好的耐高溫高壓性能、低導(dǎo)熱系數(shù)和非燃燒性等優(yōu)點。高溫填料應(yīng)用在超高溫、高壓惡劣環(huán)境，適合于在燃燒環(huán)境下工作的閥門閥桿密封。在閥桿密封中，合成纖維類的石墨填料和碳纖維應(yīng)用最為廣泛，價格也相對合適，高壓閥門出廠時采用的往往是合成纖維類的石墨填料。

4、填料的安裝與更換

　　閥桿密封填料常用的安裝方式是根據(jù)閥桿直徑截取合適的長度，并且首/尾對角成45° 切割，制作成成型環(huán)，然后將切割好的成型環(huán)依次壓進密封腔內(nèi)。兩個填料環(huán)切口結(jié)合處依次錯開180°直到密封腔填滿填料，然后壓上填料壓蓋并緊固，這種辦法能夠使所有的填料均勻的受力。但是這種辦法更換填料需要測量所需填料的長度，由于測量和切割誤差很容易造成填料長度不合適，從而產(chǎn)生泄漏或者填料浪費，并且這樣安裝的填料更換起來麻煩，需要一根根的取出，尤其最后的幾根填料操作空間狹小，即使用專業(yè)的工具操作也較為費工費時。若直接采購成型環(huán)，雖然能夠保證其接口的完整有效密封，但是價格較高，且成型環(huán)的使用范圍較小。

5、使用維護

　　安裝填料前需將閥桿清理干凈，打磨光滑，然后將閥桿和填料腔壁涂抹一層油脂，最好也將填料用潤滑油進行浸泡，這樣可以在很長一段時間內(nèi)保證其潤滑性。閥門填料需要更換時，要把舊填料清除干凈。由于高壓填料致密且長期受壓，在清除舊填料時很容易損傷閥桿和密封座等部件，造成閥門中介質(zhì)在閥桿損傷部位滲入填料內(nèi)，破壞填料的結(jié)構(gòu)，造成填料的密封性能降低或失效，尤其是結(jié)晶類的介質(zhì)會使填料變硬，劃傷閥桿，加劇閥桿的損壞。有劃痕的閥桿在開關(guān)時又會將大量介質(zhì)帶入到填料內(nèi)破壞填料的密封性。填料清除不干凈也會影響新填料安裝后均勻受壓，造成密封效果不好。

　　當(dāng)填料出現(xiàn)泄漏，首先要緊固填料壓蓋，防止繼續(xù)泄漏。但對于非常重要的直接影響生產(chǎn)或者安全的高壓閥門應(yīng)在短期內(nèi)更換閥門填料，因為泄漏的介質(zhì)會將填料的潤滑劑和填充劑破壞，影響其潤滑和密封性能，妨礙安全生產(chǎn)。

6、結(jié)語

　　閥桿密封的泄漏大多是由填料缺少自潤滑性引起的，所以在開關(guān)頻繁的高壓閥門的閥桿上可以適當(dāng)?shù)募幼櫥瑒黾犹盍吓c閥桿之間的潤滑性，既減輕閥門開關(guān)的阻力，又可減少填料的磨損，從而延長填料的使用壽命，減少泄漏的發(fā)生。