調(diào)節(jié)閥填料泄漏問題的產(chǎn)生及對策

摘要：文章介紹調(diào)節(jié)閥填料泄露產(chǎn)生的原因分析及根據(jù)產(chǎn)生原因的不同采取相應(yīng)的對策；同時(shí)介紹了不同填料的適用場合，根據(jù)使用工況及環(huán)境的不同，合理的選用合適的填料，減少調(diào)節(jié)閥因填料原因產(chǎn)生泄露的可能。
關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥   填料 泄露 聚四氟乙烯   石墨

一、背景
       調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場的使用過程中，由于環(huán)境、工況、以及閥體自身結(jié)構(gòu)等等多種原因造成調(diào)節(jié)閥的填料處發(fā)生泄露，是調(diào)節(jié)閥比較常見的故障，也是影響系統(tǒng)裝置連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，因調(diào)節(jié)閥填料泄露進(jìn)而引起裝置停車的事例也絕非鮮見；如何解決調(diào)節(jié)閥填料的泄露成為儀表控制日常巡檢、維護(hù)的重點(diǎn)工作，由于問題產(chǎn)生的原因比較多造成該泄露同時(shí)也是一個(gè)不易解決的難題，在分析該問題的產(chǎn)生與消除之前，先對調(diào)節(jié)閥的填料簡要介紹如下：
       調(diào)節(jié)閥的填料一般裝在調(diào)節(jié)閥的上閥蓋的填料函中，作用是阻止被調(diào)工藝介質(zhì)因閥桿運(yùn)動而引起的泄露。常用的填料根據(jù)材質(zhì)可分為兩大類：石墨和聚四氟乙烯，同時(shí)通過這兩類基材衍生出很多種填料，以滿足不同工況下的要求。
石墨
       用天然石墨制成，是理想的密封材料，物理特性決定其柔軟性、彈性比較好，同時(shí)其表面摩擦力非常小，自潤滑性非常好；同時(shí)由于石墨的表面易于吸附氣體或水分子在表面形成一層極薄的氣膜或水膜阻止工藝介質(zhì)的滲透。石墨的主要化學(xué)成分是碳，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，耐高、低溫，但是石墨填料的回差大，最初使用時(shí)閥桿會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，對這現(xiàn)象必須有所考慮；不能應(yīng)用于氧氣等強(qiáng)氧化劑場合，也不適用于濃硫酸、硝酸場合，否則填料易碎引起泄露。
石墨填料主要有三種：
1、 絲狀或編織狀
       這種填料彈性好，對閥桿的包容性更好并能凈化閥桿的表面。但是絲狀或編織狀填料由于結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致產(chǎn)生空隙，容易產(chǎn)生工藝介質(zhì)的滲透。
2、 片狀石墨
       這種填料使用片狀石墨板壓制而成，因其紋理與閥桿表面相垂直，所以工藝介質(zhì)不易滲透；由于其斷面為方形斷面，減少了填料的軸向壓力與徑向壓力的比值，需要更大的預(yù)緊力才能密封。
3、 彎片狀石墨
      這種填料由于在壓制時(shí)采用的壓力一般要比它工作時(shí)的壓力高得多，所以在填料函中基本上不會再收縮，同時(shí)其紋理與閥桿軸線平行，密封性較好；不足是在高溫時(shí)容易滲透。
聚四氟乙烯
       聚四氟乙烯是一種合成樹脂材料；物理和化學(xué)性能穩(wěn)定，具有極好的抗化學(xué)腐蝕能力，是一種性能良好的密封材料，具有良好的抗老化性能、密封性能好、摩擦系數(shù)小等特性，是一般狀況下的理想的密封材料；不足是聚四氟乙烯工作溫度在-40~250℃范圍內(nèi)當(dāng)溫度上、下限變化較大時(shí)其密封性能會明顯下降；同時(shí)受壓、受熱易變形進(jìn)而影響密封性能，不宜使用于核工況、堿液或氟化物場合。
1、 聚四氟乙烯成型絲狀填料
      這種填料是采用聚四氟乙烯編織壓制而成，持久耐磨、柔韌性好，密封效果較好，更換也較方便，是目前應(yīng)用比較廣泛的一種填料。
2、 V型聚四氟乙烯填料
       這種填料一般使用聚四氟乙烯棒材加工而成，外形程V型結(jié)構(gòu)，在壓緊的情況下靠V型的刃口起到密封作用，由于采用多層密封，密封效果較好；因V型角度不同又分為兩種：一為90°V型，主要用于高壓閥；一為60°V型，用于普通閥。
3、 聚四氟乙烯、石墨
       這種填料是通過在聚四氟乙烯基材加入部分石墨、二硫化鉬、玻璃纖維，通過加入上述材料以達(dá)到提高聚四氟乙烯耐溫性能和抗形變能力；但是由于上述材料的加入導(dǎo)致填料的硬度變大，耐腐蝕能力降低，密封性能也有所下降。

二、填料泄露的主要原因
        調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場實(shí)際使用中發(fā)生填料泄露的原因多種多樣。在現(xiàn)場維修應(yīng)該針對閥門的實(shí)際使用狀況進(jìn)行具體分析、判斷，進(jìn)而從根本上消除泄露產(chǎn)生的原因，解決隱患。根據(jù)發(fā)生泄露的規(guī)律，歸納起來主要原因有以下幾種：
1、填料選用材質(zhì)、類型不對；如果選用填料的材質(zhì)、類型與現(xiàn)場實(shí)際使用工況不相符，填料因達(dá)不到應(yīng)有的密封性能和使用時(shí)間而引起泄露。
2、安裝方法不當(dāng)。一般來說，填料加入填料函以后，通過壓蓋對填料施加壓力，使填料產(chǎn)生徑向形變與閥桿緊密接觸產(chǎn)生密封力，如果安裝過程中用力不均，使填料與閥桿的接觸不均勻甚至沒有接觸，容易造成閥門填料泄露。
3、閥桿腐蝕、磨損、變形、光潔度下降。如果閥桿出現(xiàn)腐蝕、磨損、變形、光潔度下降等問題，容易對填料造成損傷，進(jìn)而引起泄露。
4、由于使用時(shí)間較長填料老化或調(diào)節(jié)閥動作比較頻繁引起填料損傷造成泄露。
5、調(diào)節(jié)閥的使用狀況發(fā)生變化，與設(shè)計(jì)狀況變化較大，使填料工作在超過允許的狀態(tài)下而發(fā)生泄露。
6、閥門安裝位置不當(dāng)，采用調(diào)節(jié)閥臥式安裝或填料壓蓋不平、不緊，造成調(diào)節(jié)閥閥桿與填料結(jié)合不好，導(dǎo)致填料與閥桿產(chǎn)生間隙發(fā)生泄漏。

三、防止填料發(fā)生泄露的措施：
1、針對調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的場合選用合適的填料。在正常情況下，條件滿足應(yīng)首選使用四氟材料，其次可慮石墨或混合填料。
2、安裝填料時(shí)，應(yīng)按照要求上一圈填料與下一圈填料上下錯(cuò)開90°或120°，每安裝一圈用壓具壓緊，使填料受力均勻，填料壓入圈數(shù)以沒有外露為準(zhǔn)。
3、新閥門或剛更換過填料非閥門在使用初期，應(yīng)加強(qiáng)檢查頻次，以檢查填料是否泄漏，如有泄漏及時(shí)處理，防止填料泄漏擴(kuò)大。
4、聚四氟乙烯V型填料在更換后應(yīng)一次緊固到位，填料壓蓋應(yīng)緊固均勻，不能出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象；其他類型填料可以不必壓的太緊，以不發(fā)生泄漏為宜。
5、盡可能的提高閥桿的光潔度。在調(diào)節(jié)閥維修時(shí)應(yīng)重點(diǎn)消除閥桿及填料函的毛刺、傷痕，對閥桿進(jìn)行打磨，提高閥桿的光潔度，避免因可動部件劃傷填料密封表面造成泄漏。
6、針對特殊場合、環(huán)境下的填料泄漏，可可慮改變閥門的控制方式。如對閥桿采取特殊加工方法提高密封性；直行程調(diào)節(jié)閥改為角行程調(diào)節(jié)閥，由于角行程調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中填料與閥桿只產(chǎn)生軸向位移，對填料損傷比較小，一般能夠適應(yīng)大多數(shù)場合。

四、小結(jié)：
        在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)生調(diào)節(jié)閥填料泄漏原因多種多樣，只要我們勤于觀察、善于分析，逐個(gè)排除泄漏產(chǎn)生的原因，調(diào)節(jié)閥填料泄漏的問題基本上還是能夠消除的；但是也應(yīng)該看到，部分調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生填料泄漏的原因比較復(fù)雜，產(chǎn)生泄漏的因素較多，還需要在今后的實(shí)踐中繼續(xù)分析、探索！
 
參考文獻(xiàn)：
 
1, FISHER 控制閥手冊
作者介紹： 唐曙光  山東魯南化肥廠儀表分廠    職稱：工程師  
個(gè)人簡介：長期從事機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、維修工作。
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