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阀门填料中材料需要注意的事项
来源:www.shlangao.com
时间:2013-1-8 18:06:24 阅读:2846



纯聚四氟乙烯填料(简称PTFE)是常用而且便宜的填料材料并典型地用于V形环设计。V形环设计中结合PTFE的弹性和压力自增能特点,仅需小的压缩力就可产生长期稳定的密封。它的光滑表面是为光滑的行程和小的打开力所用,此力是阀门提升和行程开始之力。PTFE只有很小的摩擦,通常磨损不是主要的。因为它对许多工艺戒指不起化学作用,它能用于许多通用工况。PTFE也可作编织填料使用。PTFE的主要缺点是它的温度范围受到限制。因为它的热膨胀10倍于钢的热膨胀,PTFE特别容易在热循环中损坏,这将导致填料损耗和较短的寿命。当PTFE被工艺过程加热,它在全部可能利用的空间内膨胀,这将导致被挤出。当温度下降,填料回复到原始的体积,减少了基础的损失量。由于这个减少,较小的力施加于阀帽壁或阀杆或轴上,并可能发生泄漏。有时仅仅一个温度循环就能导致泄漏。当热循环存在时,经常推荐动负荷(9.9.5节)以供PTFE连续密封只用;但是,最终经过若干次热循环后,填料体积将缩小,由动负荷提供之力将不足以密封填料。因为PTFE很容易在填料被几次压缩或使用动负荷时发生。它亦能发生在小的压缩力作用之下。从而使填料的最终填料面积与进一步压缩的填料面积不相适应。在这点上,惟一的办法是更换填料。当PTFE冷流动时,将设置上密封环和抗挤出环,它将延缓此过程。另一方案是减少填料的压缩里,此压缩力将导致泄漏机会的增加。PTFE的另一缺点是不宜用于原子能的检验阀,因为材料很快会被损坏。填充聚四氟乙烯近似于纯PTFE,虽然它的成分中含有一些玻璃和炭素,但它能提供一个叫刚硬的不易压实的V形环;另外它比纯PTFE弹性较小,它的密封能力需要较大的压缩力,但使用不够安全。用户结合两种材料的优点通常交错的使用纯PTFE环和填充PTFE环。

石棉和无石棉填料
过去,石棉材料被用作为一种有效的高温填料并具有良好的密封能力。但是最近用户由于诉讼以及卫生和安全关系,已经减少对失眠填料的关注和使用。石棉内有钩形纤维,它能被吸入肺部。该种吸入会导致呼吸道疾病,因此在北美规定不准使用失眠。但是在北美之外的某些工业领域,石棉仍普遍被应用。为响应北美地区工艺过程工业的远离石棉,而待用的填料叫吴失眠填料(简化为AFP)已被开发。AFP使用许多石棉代用品(如陶瓷纤维板),正常地用于高温工况下。
石墨填料
作为石棉的作用品,石墨材料及其他碳基填料被规定用于高温工况。通常被认为是较贵填料之一的石墨填料可制成或者是模压成型环或者未编织环。
模压成型环是由石墨带制成的,它先被缠绕然后按照规定压力放在模具内压制。石墨成型的压力小于密封填料盒之压缩环所需的压缩力。不是在石墨环成型时而是在压缩里下安装时,石墨环达到它的设计密度。(接近90~100lb/ft3或1440~1600kg/m3).。图2.42表示石墨密度与压缩力之间的关系。这个压缩力不是不变的,因为模压成型会在一定范围内回弹,尽管它相对不如PTFE的回弹能力。
编织石墨是将小的始末带缠绕在一起而产生的,它比模压成型石墨更柔韧。当它作为密封填料时,其所对阀杆或轴的仿形是很合适的,这将导致阀杆摩擦阻碍阀杆或轴的自由活动。因为这个问题,编织石墨不能用于密封,因此倒不如说其作用像在模压成型环两端的一个抗挤出环。但是需要大的压缩力时,这将导致一个问题,因为编制石墨有抓牢阀杆或轴的倾向,并可能阻止将负荷传递到模压成型环。从而,编织石墨导致产生较大的摩擦,因为没有足够的负荷达到模压成型环的基本密封,迟早会发生泄漏。与编织石墨有关的另一问题是当压缩里超过4000psi(275bar)时,它有被破坏的倾向,石墨填料有高密度和低密度两种组合物。在很大程度上,高密度石墨更加坚固并能保持较长时间的密封,但同时也会产生极大的摩擦,浙江导致阀杆或轴过早的磨损。同时它也会妨碍阀杆或轴自由行动。另一方面,低密度石墨较软并便于较光滑的行程,但必须经常再次拧紧。石墨具有许多优点,并能在一个很广泛范围的热循环中保持稳定。因为它的热膨胀几乎与钢相同,在热循环之中,它不会被挤出或丧失密封。石墨是防火的,这点在重视火灾扩延的化工和石油炼制工业是很重要的。石墨也是抗辐射的,因此经常被推荐用于核工业操作。它在大多数工艺流体中应用而不起化学作用,但强氧化剂除外。因为石墨仅用压缩力铁盒,它不用粘结材料。此粘结材料与极端温度或某些化学药剂接触时会污染。
 
 
使用石墨的主要缺点是:当全部压缩以产生有效密封时,它有附着于阀杆或轴之上的倾向而导致不平稳的阀的运动和运动部件的过早磨损。因为直线阀的旋塞阀杆可能不与石墨经常接触,与旋塞阀先比较它的磨损较慢,对旋塞阀来说,其阀杆部分经常保持与填料接触,对旋塞阀来说,其阀杆部分经常保持与填料接触,使轴的摩擦无法解除,并产生较快的磨损。在一些情况中,当需要大的压缩时,石墨可使轴因过磨损而咬住,浙江导致填料破损和可能发生泄漏。石墨填料的另一个主要问题是它特容易破碎,并在不正确处理时容易被破坏。此外,如果石墨环过度压缩,它们会被压坏,并在较小的石墨片开始被挤出时丧失全部密封功能。这是一个特殊的问题,因为需要大的压缩力去处置某些流体压力以及使始末变形去填补填料和填料盒壁、阀杆或轴之间的任何间隙和空穴。如果不能得到精确的力矩搬手,则存在过度压缩填料的考验。
 
但需要大的压缩力士,如果压缩不完全均匀则可能发生另外一个问题,阀杆或轴可能变成不对中并产生新的泄漏通道。因为这个原因,使用较大直径的阀杆或轴可避免任何形式的弯曲或偏移中心的运动。这种弯曲或偏中心运动是娇小直径的阀杆或轴所固有的。
 
全氟合成橡胶填料
 
最近为消除短暂辐射而开发的另一种填料是全氟合成橡胶填料(简写为PFE)。PFE比PTFE有较佳的温度范围和抗化学剂腐蚀的性能。作为一个通用的填料,PFE惟一缺点是价格昂贵。
 
填料的温度压力极限
 
由于在接近工艺之处,填料材料会受到流体的温度和压力的影响。显然,当温度上升较软填料材料将变得更为流化。并易于从填料盒中挤出。高压也会导致挤出。因此高温和高压的组合会极大地加速挤出。
 
表2.12提供各种填料材料以及标准长度阀帽和增大长度阀帽的温度计先比较。增大长度的阀帽温度极限永远较高,因为它较长而且填料放置于远离流体温度之处。图2.43~图2.45提供了通用填料的压力温度极限。
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