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閥門(mén)盤(pán)根怎么安裝?大學(xué)問(wèn)!

更新時(shí)間  2021-06-29 15:11 閱讀
 逸散性泄漏防控的范圍既包括揮發(fā)性有害物質(zhì)泄漏——防止污染環(huán)境,也包括蒸汽和其它低溫惰性介質(zhì)泄漏——防止生產(chǎn)效率。從根源上防止泄漏,應該說(shuō)是不二之選。具體而言,需要精心設計殼體,合理選擇盤(pán)根材質(zhì)和結構,以及正確的安裝。
通常填料函內可容納四六個(gè)盤(pán)根環(huán),而閥桿的密封元件,少則一二個(gè),多則如升桿結構那樣,可能有七個(gè)盤(pán)根環(huán)。盤(pán)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(pán)根材料,可以按照心軸/閥桿的圓周長(cháng)度切割成段,切口呈45º(斜接)或90º(垂直)。
 
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合。必須注意,每個(gè)盤(pán)根環(huán)必須完整環(huán)繞心軸/閥桿的整個(gè)圓周;好的狀態(tài)是,盤(pán)根環(huán)外側與填料函內壁間的緊密度,高于盤(pán)根環(huán)內側與閥桿間的緊密度。如果切口處的盤(pán)根繩頭過(guò)長(cháng)導致堆疊,或者過(guò)短導致空缺,都會(huì )導致盤(pán)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(pán)根時(shí),必須依次將各個(gè)盤(pán)根環(huán)安裝到位,直到完成全套盤(pán)根組。如此可確保軸向應力分布均勻,并摩擦力和泄漏率,避免將來(lái)更換盤(pán)根或重新緊固壓蓋的需求,從而延長(cháng)盤(pán)根組的使用。
 
圖 1
 
反之如果一次性安裝一套五個(gè)盤(pán)根環(huán),那么靠近壓蓋隨動(dòng)件的頂端盤(pán)根環(huán)受到的載荷大,但貼近工藝介質(zhì)的底層盤(pán)根環(huán)受到的載荷很小,可以忽略不計。原因是盤(pán)根環(huán)會(huì )軸向載荷,底層盤(pán)根環(huán)阻止介質(zhì)泄漏的就會(huì )變差,無(wú)論其是切割纏繞還是模壓成型盤(pán)根。還有一種情況是對盤(pán)根環(huán)頂端施加的載荷過(guò)大,導致閥桿轉動(dòng)時(shí)的摩擦力過(guò)大,損壞盤(pán)根組(圖1)。從一些數據可以看出,如果安裝作業(yè)正確規范,盤(pán)根組在經(jīng)歷100次機械循環(huán)后,應力松弛的程度高不超過(guò)20%。但如果安裝不正確,應力會(huì )減少60%左右,以密封性能不再可靠。
 
溫度限制
 
只有在特定溫度范圍內,盤(pán)根和密封材料才能有性能表現。例如,聚四氟乙烯(PTFE)的溫度范圍大約是零下101℃和232℃之間。如果應用于溫度更高的環(huán)境,它的分子結構就有可能改變,導致有害氣體泄漏,進(jìn)而使閥桿發(fā)生腐蝕,導致有毒的聚四氟乙烯煙氣從壓蓋隨動(dòng)件頂端逸出。
 
此類(lèi)煙氣甚可能具有致癌性。此外隨著(zhù)煙氣釋放,盤(pán)根材質(zhì)會(huì )軟化,重量會(huì )減輕,并導致有害工藝介質(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(pán)根高可在450℃環(huán)境中可靠防止逸散泄漏,在不會(huì )發(fā)生氧化反應的蒸氣工況中,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密封。
 
 
危害與風(fēng)險評估
 
開(kāi)始安裝盤(pán)根前,應該先進(jìn)行的危害與風(fēng)險評估。首先要妥善隔離閥門(mén),確保施工。人員應按規定穿戴防護服和護目鏡。用盤(pán)根清理工具將填料函中的舊盤(pán)根全部干凈(圖2)。
 
 
圖 2
 
用檢修鏡仔細檢查閥桿是否有點(diǎn)蝕和劃傷,并確保舊盤(pán)根已被徹底干凈。必要時(shí)進(jìn)行翻新。然后測量閥桿外徑、填料函內徑和填料函空腔深度,以便準確計算盤(pán)根尺寸。
 
 
圖 3
 
盤(pán)根環(huán)半徑的計算公式是((OD-ID)/2),接著(zhù)計算出多少層盤(pán)根環(huán)的厚度,能和填料函空腔深度相匹配?蓪⒈P(pán)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(pán)根專(zhuān)用切割工具斜切。需要謹慎避免沿長(cháng)度方向拉伸盤(pán)根材料,亦要避免其受擠壓導致橫截面變形。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(pán)根環(huán)
 
絕不能用繞線(xiàn)圈的方式將盤(pán)根材料裝滿(mǎn)填料函,而是用專(zhuān)用切割工具切割盤(pán)根編織材料,并制成獨立的盤(pán)根環(huán),切口呈45º(斜接)(見(jiàn)圖6),這樣可以利用載荷獲得更好的端面結合。
需要查看每個(gè)盤(pán)根環(huán)的大小是否剛好匹配填料函;每個(gè)環(huán)的接口都妥善對接,而且要限度和填料函內壁緊密貼合,不可通過(guò)拉伸編織材料使其與內徑相匹配。后續安裝的所有盤(pán)根環(huán),尺寸和切割方式都必須和個(gè)相同。
 
預制成型盤(pán)根環(huán)普遍,無(wú)需現場(chǎng)切割,因此容易安裝。首先檢查閥門(mén)壓蓋螺栓、螺母和墊片,如有破損應當更換。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(pán)根供應商提供的規程。
 
 
轉動(dòng)閥桿
 
填料函同樣也要確保清潔無(wú)雜質(zhì)和油脂。將個(gè)盤(pán)根環(huán)放入填料函,留意接口的位置,應當首先將接口部位塞入填料函,然后再塞入盤(pán)根環(huán)的其余部分。如果是柔性石墨模壓盤(pán)根環(huán),應當將每個(gè)環(huán)都拉伸成螺旋狀后(圖5)再安裝到位,以避免盤(pán)根環(huán)損傷。每次安裝一枚盤(pán)根環(huán),確保其已經(jīng)在填料函內壓緊并坐實(shí)后,方可安裝下一枚。如果壓蓋隨動(dòng)件的長(cháng)度不足以到達填料函底部,則安裝盤(pán)根環(huán)時(shí)需要臨時(shí)工具或加長(cháng)環(huán)輔助。
 
圖 5
 
除非有明確規定,否則密封元件不可以潤滑處理。按照制造商提供的規范,對安裝好的枚盤(pán)根環(huán)施加載荷。對下一枚盤(pán)根環(huán)重復同樣步驟,每次安裝一枚。兩枚相鄰盤(pán)根環(huán)的各自接口,必須分別在90º和180º的位置(圖6)。
安裝完成之后,必須閥桿,使閥門(mén)在開(kāi)、關(guān)位置循環(huán)三十次,以便確保盤(pán)根組妥善坐實(shí)。在此過(guò)程中,盤(pán)根組會(huì )發(fā)生一定程度的松弛,因此完成開(kāi)關(guān)后,應當按照制造商提供的參數重新緊固,以便有充足裕度抵消將來(lái)發(fā)生的松弛。同理,閥門(mén)按照正常工況投入使用后,應對盤(pán)根組進(jìn)行后一次緊固,為將來(lái)發(fā)生的應力松弛儲備足夠裕度。
 
 
圖6
 
 
避免泄漏
 
如果正確安裝盤(pán)根,由軸向應力轉化為徑向應力時(shí)的衰減就會(huì )。這有助于盤(pán)根在更長(cháng)時(shí)間內維持可靠的密封性能,以及合理的摩擦載荷分布。在此基礎上,閥門(mén)的逸散泄漏密封性能,乃生產(chǎn)效率都會(huì )顯著(zhù)提高。
 
二十世紀七十年代,如果閥門(mén)盤(pán)根每分鐘泄漏若干滴液體,還是可以被接受的。當前時(shí)代,的立法導向是要泄漏,并且出臺了相關(guān)監管法規、規程,用于查找、和控制閥門(mén)逸散泄漏。此外,制造商和終端用戶(hù)都要求閥門(mén)順利通過(guò)各種標準的試驗,比如ISO15848-1、API 624和API 641。
 
正確的盤(pán)根安裝規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(mén)供應商的價(jià)值是否超越同行的重要標志。
 
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