通常填料函內(nèi)可容納四至六個盤根環(huán),而閥桿的密封元件,少則一至二個,多則如升桿結(jié)構(gòu)那樣,可能有七個盤根環(huán)。盤根環(huán)可以采用編繩法或模壓成型法制造。編繩法制造的盤根材料,可以按照心軸/閥桿的圓周長度切割成段,切口呈45o(斜接)或90o(垂直)。 推薦采用斜接法,因為在軸向載荷的作用下能獲得更好的端面結(jié)合效果。必須注意,每個盤根環(huán)必須完整環(huán)繞心軸/閥桿的整個圓周;最好的狀態(tài)是,盤根環(huán)外側(cè)與填料函內(nèi)壁間的緊密度,高于盤根環(huán)內(nèi)側(cè)與閥桿間的緊密度。如果切口處的盤根繩頭過長導(dǎo)致堆疊,或者過短導(dǎo)致空缺,都會導(dǎo)致盤根環(huán)密度不均勻,成為潛在的泄漏路徑。 壓縮和載荷 安裝盤根時,必須依次將各個盤根環(huán)安裝到位,直到完成全套盤根組。如此可確保軸向應(yīng)力分布均勻,并降低摩擦力和泄漏率,降低甚至避免將來更換盤根或重新緊固壓蓋的需求,從而延長盤根組的使用壽命。 反之如果一次性安裝一套五個盤根環(huán),那么最靠近壓蓋隨動件的頂端盤根環(huán)受到的載荷最大,但最貼近工藝介質(zhì)的最底層盤根環(huán)受到的載荷很小,甚至可以忽略不計。 原因是盤根環(huán)會降低軸向載荷,底層盤根環(huán)阻止介質(zhì)泄漏的效果就會變差,無論其是切割纏繞還是模壓成型盤根。 還有一種情況是對盤根環(huán)頂端施加的載荷過大,導(dǎo)致閥桿轉(zhuǎn)動時的摩擦力過大,甚至損壞盤根組。 從一些數(shù)據(jù)可以看出,如果安裝作業(yè)正確規(guī)范,盤根組在經(jīng)歷100次機械循環(huán)后,應(yīng)力松弛的程度最高不超過20%。 但如果安裝不正確,應(yīng)力甚至?xí)p少60%左右,以至密封性能不再可靠。 溫度限制 只有在特定溫度范圍內(nèi),盤根和密封材料才能有最佳性能表現(xiàn)。例如,聚四氟乙烯(PTFE)的溫度范圍大約是零下101℃和232℃之間。如果應(yīng)用于溫度更高的環(huán)境,它的分子結(jié)構(gòu)就有可能改變,導(dǎo)致有害氣體泄漏,進而使閥桿發(fā)生腐蝕,甚至導(dǎo)致有毒的聚四氟乙烯煙氣從壓蓋隨動件頂端逸出。 此類煙氣甚至可能具有致癌性。此外隨著煙氣釋放,盤根材質(zhì)會軟化,重量會減輕,并導(dǎo)致有害工藝介質(zhì)泄漏,或是產(chǎn)品泄漏。如果采用的是柔性石墨,適用的溫度范圍自然不同。在氧化氣氛中,一般是零下196℃和450℃之間。 綜合考慮材質(zhì)特性,例如灰分、氯化物、硫、氟化物及其它鹵素化合物的含量,以及制造商提供的氧化質(zhì)量損失信息,可以判斷出石墨盤根最高可在450℃環(huán)境中可靠防止逸散泄漏,在不會發(fā)生氧化反應(yīng)的蒸氣工況中,最高能承受650℃。柔性石墨和聚四氟乙烯(PTFE)都廣泛適用于PH值0-14的各種介質(zhì);石墨材質(zhì)在有些情況下還適用于火災(zāi)安全密封。 危害與風(fēng)險評估 開始安裝盤根前,應(yīng)該先進行全面的危害與風(fēng)險評估。首先要妥善隔離閥門,確保安全施工。操作人員應(yīng)按規(guī)定穿戴防護服和護目鏡。用盤根清理工具將填料函中的舊盤根全部清除干凈。 用檢修鏡仔細檢查閥桿是否有點蝕和劃傷,并確保舊盤根已被徹底清除干凈。必要時進行翻新。然后測量閥桿外徑、填料函內(nèi)徑和填料函空腔深度,以便準(zhǔn)確計算盤根尺寸。 盤根環(huán)半徑的計算公式是((OD-ID)/2),接著計算出多少層盤根環(huán)的厚度,能和填料函空腔深度相匹配??蓪⒈P根材料圍繞在直徑和閥桿相同的心軸上,垂直切割(沿徑向);也可以用盤根專用切割工具斜切。需要謹(jǐn)慎避免沿長度方向拉伸盤根材料,亦要避免其受擠壓導(dǎo)致橫截面變形。同樣需要注意的是,切割面必須整齊利落,切面上不可以有雜質(zhì)或碎屑。 各自獨立的盤根環(huán) 絕不能用繞線圈的方式將盤根材料裝滿填料函,而是用專用切割工具切割盤根編織材料,并制成獨立的盤根環(huán),切口呈45o(斜接),這樣可以利用載荷獲得更好的端面結(jié)合效果。 需要查看每個盤根環(huán)的大小是否剛好匹配填料函;每個環(huán)的接口都妥善對接,而且要最大限度和填料函內(nèi)壁緊密貼合,不可通過拉伸編織材料使其與內(nèi)徑相匹配。后續(xù)安裝的所有盤根環(huán),尺寸和切割方式都必須和第一個相同。 預(yù)制成型盤根環(huán)非常普遍,無需現(xiàn)場切割,因此容易安裝。首先檢查閥門壓蓋螺栓、螺母和墊片,如有破損應(yīng)當(dāng)更換。螺栓和螺母都需涂潤滑脂。為了有效控制逸散泄漏,必須要用扭矩扳手,并遵守盤根供應(yīng)商提供的操作規(guī)程。 轉(zhuǎn)動閥桿 填料函同樣也要確保清潔無雜質(zhì)和油脂。將第一個盤根環(huán)放入填料函,留意接口的位置,應(yīng)當(dāng)首先將接口部位塞入填料函,然后再塞入盤根環(huán)的其余部分。如果是柔性石墨模壓盤根環(huán),應(yīng)當(dāng)將每個環(huán)都拉伸成螺旋狀后再安裝到位,以避免盤根環(huán)損傷。每次安裝一枚盤根環(huán),確保其已經(jīng)在填料函內(nèi)壓緊并坐實后,方可安裝下一枚。如果壓蓋隨動件的長度不足以到達填料函底部,則安裝盤根環(huán)時需要臨時工具或加長環(huán)輔助。 除非有明確規(guī)定,否則密封元件不可以潤滑處理。 按照制造商提供的操作規(guī)范,對安裝好的第一枚盤根環(huán)施加載荷。 對下一枚盤根環(huán)重復(fù)同樣步驟,每次僅限安裝一枚。 任何兩枚相鄰盤根環(huán)的各自接口,必須分別在90o和180o的位置。 安裝完成之后,必須操作閥桿,使閥門在開、關(guān)位置循環(huán)三至十次,以便確保盤根組妥善坐實。 在此過程中,盤根組會發(fā)生一定程度的松弛,因此完成開關(guān)操作后,應(yīng)當(dāng)按照制造商提供的參數(shù)重新緊固,以便有充足裕度抵消將來發(fā)生的松弛。 同理,閥門按照正常工況投入使用后,應(yīng)對盤根組進行最后一次緊固,為將來發(fā)生的應(yīng)力松弛儲備足夠裕度。 避免泄漏 如果正確安裝盤根,由軸向應(yīng)力轉(zhuǎn)化為徑向應(yīng)力時的衰減就會降低。這有助于盤根在更長時間內(nèi)維持可靠的密封性能,以及合理的摩擦載荷分布。在此基礎(chǔ)上,閥門的逸散泄漏密封性能,乃至生產(chǎn)效率都會顯著提高。 二十世紀(jì)七十年代,如果閥門盤根每分鐘泄漏若干滴液體,還是可以被接受的。當(dāng)前時代,政府的立法導(dǎo)向是要消除泄漏,并且出臺了相關(guān)監(jiān)管法規(guī)、規(guī)程,用于查找、降低和控制閥門逸散泄漏。此外,制造商和終端用戶都要求閥門順利通過各種標(biāo)準(zhǔn)的試驗,比如ISO15848-1、API 624和API 641。 正確的盤根安裝規(guī)程是決定密封性能合格與否的要素之一。而密封性能則是判斷閥門供應(yīng)商的價值是否超越同行的重要標(biāo)志。 |
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