【摘要】閥門填料密封結構簡單,裝拆方便,成本低廉,因而得到了廣泛使用。介紹了閥門填料泄漏產生的原因及幾種消除泄漏的辦法。

　　【關鍵詞】閥門; 填料; 泄漏; 消除

　　0 引言

　　閥門在工農業生產活動和人民日常生活中得到了廣泛的應用。閥門作為流體管路的控制裝置,最基本的功能是接通或切斷管路介質的流通。利用閥門可以改變管路中的介質流動方向,調節介質的壓力和流量以及保證管路系統的安全運行。

　　填料密封是用填料填塞泄漏通道,阻止泄漏的一種密封形式。填料密封結構簡單,填料可選種類很多且價格便宜,填料密封是防止閥桿處介質外漏的最常見方法。目前 ,在生產現場使用的閥門 90 %以上都是采用填料密封,如圖 1 所示。

　　閥門的填料密封點屬易泄漏部位,只有正確選擇、安裝與維修填料,才能保證閥門的正常運行。

　　1 填料泄漏的原因

　　填料密封雖能適應較高的溫度和壓力的使用要求,但其泄漏的可能性并沒有完全消除。填料常處于旋轉運動中,容易受到磨損、異物浸蝕、介質腐蝕、熱脹冷縮等因素的影響,逐漸失去致密性而產生泄漏現象。

　　閥門在使用過程中,閥桿同填料之間存在著相對運動。這個運動包括轉動和軸向移動。在使用過程中,隨著開啟次數的增加,相對運動的次數也隨之增多,還有高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響 ,導致閥門填料函發生泄漏事故。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于編織填料還會出現滲漏( 壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸減弱,填料自身的老化等原因引起的,這時壓力介質就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。隨著時間的推移,壓力介質會把部分填料吹走,甚至會將閥桿沖刷出溝槽。

　　填料泄漏的原因有:填料品種或質量不符合要求;填料老化或被閥桿磨損;填料壓蓋松動,閥桿表面擦傷,填料裝置損壞等等。

　　2 填料泄漏的消除

　　2 . 1 正確選擇填料

　　選擇填料時必須考慮使用條件和介質。一般地,對溫度不太高的空氣、蒸汽、水和重油介質,可選用油浸石棉填料; 對于水、汽和石油介質,可選用橡膠石棉填料;高溫高壓條件下,可用石墨石棉填料 ,夾銅絲的石墨石棉填料耐壓能力更強;高溫且溫度多變時 ,可選用石棉加鉛條填料( 在 2 層石棉填料間加鉛條);對于強腐蝕性介質 , 可選用浸聚四氟乙烯石棉填料或用聚四氟乙烯編織的填料。

　　2.2 壓蓋松動的消除

　　2.2.1 壓蓋的緊固止漏

　　當填料出現泄漏時,應事先檢查填料裝置,確認各零件完好,具有預緊間隙時,方可采用緊固法止漏。擰緊螺母的過程中,應對稱、均勻、輪流、小方位地擰緊螺母。最好每次只擰動 1 ～ 2周扳手 ,寧可多擰幾次,萬不可蠻干、性急。特別是高溫、高壓、有毒、強腐蝕的工況 ,更要加倍小心, 應擰一下,停一下 ,觀察一下再干,直至填料壓緊止漏為止。止漏后檢查閥桿應靈活,無抱死現象 ,壓蓋與閥桿間的四周間隙一樣 ,無偏斜現象為好。

　　螺栓螺母出現銹死現象時,應先清除螺紋槽內的銹垢,然后加煤油浸濕螺紋,涂敷石墨粉、二硫化鉬潤滑螺紋,再慢慢地正反向扳活后 ,正式緊固螺母。

　　2.2.2 關閉法

　　由于填料被磨損,填料壓蓋相對松動而出現泄漏時,可關閉閥門,再緊一緊填料壓蓋。如用緊壓蓋的方法不能消除泄漏,說明填料失去彈性 ,無補償能力,應將填料全部更換。

　　閥門關閉后,切斷了與系統內的壓力聯系,隨著填料的泄漏,填料內的壓力逐漸降低。待填料內壓很小或消失后,松開一點壓蓋。如果壓蓋有一種自然往上頂的力量,說明填料內壓沒有降下來,需要分析原因,確實關閉不嚴的話 ,就需另找其他方法解決。如果壓蓋松動后不往上移動,說明填料內壓很低或已消失 ,這時可以慢慢地擰松螺栓螺母, 檢查填料。填料較好,只需添加1 ～ 3 圈填料即可;填料老化或磨損較嚴重 ,需部分或全部更換新的填料。添加和更換的填料應符合壓力、溫度、介質的技術要求。

　　2 . 3 壓蓋破損后帶壓修理

　　壓蓋斷裂、掉角或是從中間裂開等破損常出現在壓蓋螺栓附近,致使壓蓋無法壓緊填料,導致泄漏 。如果進行停車檢修,勢必會給正常的生產生活造成嚴重影響,而采用不停車加壓板的方法可以收到事半功倍的效果。

　　( 1) 壓板的制作

　　首先確定壓板尺寸。①壓蓋外形長度尺寸 ; ②壓蓋外形寬度尺寸 ; ③兩螺栓孔中心距尺寸 ; ④螺栓孔直徑 ; ⑤閥桿填料處直徑尺寸 。然后 ,依據上述尺寸制作壓板 。壓板通常用 6 mm 或 8mm 厚的普通碳鋼板制作。

　　( 2) 施工方法

　　施工時 ,施工人員應站在安全的位置上 ,穿戴好安全防護用品 ,如手套 、安全帽 、勞保鞋等 ,按以下程序進行:

　　①閥門關閉且要關嚴。

　　②將壓蓋螺栓上 2 螺母卸下來。

　　③將損壞的壓蓋放正, 若斷裂兩半,則將壓蓋沿裂口處對好。

　　④將壓板安裝在壓蓋上面, 穿上螺栓 。

　　⑤擰上螺母, 先預緊 。

　　⑥然后用扳手用力均勻平衡地緊固好螺栓。

　　⑦最后,打開閥門檢查是否泄漏

　　2 . 4 耳子破損的修理

　　本體上的耳子是T 形螺栓和活絡螺栓的連接位,時有破損現象,耳子破損可用 3 種方法解決 。

　　( 1) 若耳子為鋼件可直接焊修 。

　　( 2) 若耳子為鑄鐵件,或用粘接包加強板的方法修理。

　　( 3) 若鑄鐵耳子無法粘接, 可將殘耳除掉,預制一個鉤形螺栓 ,在本體上鉆孔攻絲, 擰上鉤形螺栓,并使鉤形孔與另一個耳孔對稱即可。

　　2 . 5 螺栓和螺母的修理

　　螺栓、螺母損壞后,應更換新件,不要湊合使用。在損壞不嚴重,又一時難以找到配件的情況下,可進行修理。

　　( 1) 螺栓和螺母嚙合過緊的修理: 這種情況主要是因間隙過小或銹垢引起的。除清洗外,可用石墨粉涂在螺紋處,往復擰上幾次過緊現象便可消失。如果仍舊過緊,可在螺紋處涂上少許細微粒研磨膏 ,來回研磨一下,過緊現象便可消除。

　　( 2) 螺紋砸變形的處理用銼刀修整螺紋或用螺母強行旋轉擰動,迫使變形螺紋處扶正。在擰動過程中,應加油潤滑,以免滑絲 。

　　( 3) 螺栓彎曲的校正: 可采用靜壓矯直法、冷作矯直法、火焰矯直法。如螺栓端部彎曲,可上1～ 2只螺母夾持在鉗臺上,扳動螺栓或敲打螺栓光桿部位校正。

　　( 4) 螺母扳手位的修理 : 用銼刀修整扳手位的磨損,修整后的扳手位微小于原扳手位,扳手位棱角清楚,方面應平整。

　　2 . 6 閥桿損壞的修復

　　介質的腐蝕、磨粒的浸入、壓蓋歪斜或與閥桿間隙過小,都會磨損閥桿。修復閥桿密封面的磨損,有利于保護填料。修復前,應盡量消除造成密封面磨損的因素 ,方可修復。

　　( 1) 研磨法

　　檢查閥桿磨損的程度。如果磨損較輕,應用很細砂布( 紙) 或很細的油石研磨幾遍,直至磨痕消除為止。密封面應圓而光滑,其表面粗糙度不大于Ra3.2 μ m。最好用研磨套工具研磨,其效果更佳。值得注意的是,研磨量不宜太大,否則上下密封面直徑相差太大,填料難以密封。

　　( 2) 刷鍍法

　　刷鍍設備簡單,便于攜帶,它能填平凹坑、溝槽,恢復尺寸,增加密封面的硬度,是修理的理想工具。采用刷鍍修理,應嚴格按刷鍍操作規程進行,以防鍍層脫落。刷鍍完畢后,密封面應進行拋光處理。

　　( 3) 閥桿彎曲的校正

　　閥桿因壓蓋歪斜、支架位偏移、軸承松動等原因 ,引起閥桿發生彈性形變 ,致使填料偏壓而泄漏。只要校正上述缺陷,閥桿即可消除彎曲現象。

　　如閥桿產生永久性變形,除消除上述原因外,視具體情況,可采用靜壓矯直法、冷作矯直法、火焰矯直法解決。校正時 , 不要損傷密封面。

　　2 . 7 彈簧加載補償應力松弛

　　柔性石墨填料由于磨損和熱燒損等原因 ,不可避免地會出現應力松弛, 彈簧加載是補償應力松弛的有效方法。雖然各種資料對填料函內加螺旋彈簧和碟形彈簧結構都有詳細介紹 , 但實用中最簡單可行的方法還是在填料壓蓋上加載碟形彈簧。

　　2 . 8 閥門填料函的帶壓堵漏

　　閥門閥桿填料函泄漏極為常見。有時可以采用壓緊填料或關閉閥門后增加填料或更換填料來消除。然而有一些閥門因閥內介質壓力高,泄漏量較大,或由于生產需要無法關閉閥門 ,不能通過上述方法解決泄漏。

　　采用注劑式帶壓密封技術消除閥門填料泄漏是目前比較安全可靠的一種技術手段。這種技術采用特別夾具和液壓注射工具 , 將密封注劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內 , 迅速地彌補各種復雜的泄漏缺陷。在注劑壓力遠遠大于泄漏介質壓力的條件下,泄漏被強行止住。密封注劑自身能夠維持住一定的工作密封比壓,并在短時間內由塑性體轉變為彈性體,形成一個堅硬的富有彈性的新的密封結構,達到重新密封的目的。

　　目前,國內外生產和使用的密封注劑大約有 30多個品種 ,大致分為2 類。一類是熱固化密封注劑,其基礎材料是高分子合成橡膠固化劑,再添加耐水、耐酸、耐堿、耐化學介質和耐高溫的各種輔助助劑等。這類密封注劑只有達到一定的溫度才能由塑性體轉變為彈性體 ,常溫下則為棒狀固體。另一類是非熱固化密封注劑 , 它的基礎材料根據密封注劑的性能要求,可以是高分子合成樹脂、油品、石墨、塑料以及其他無機材料等, 固化機理多為反應型及高溫炭化型或單純填充型,適用于常溫 、低溫及超高溫場合的動態密封作業要求。這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料,將其裝在高壓注劑槍后 ,在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性。

　　采用注劑式帶壓密封技術在動態條件下消除閥門填料部位出現的泄漏是一種安全有效的方法,而且密封后不影響閥門的開啟和關閉功能。根據閥門填料函的結構形式,有 2 種方法供選擇。

　　( 1) 在填料壓蓋上開孔注入密封膠

　　對于公稱通徑較大的閥門,其閥桿填料函泄漏通常用從填料壓蓋開孔注入密封膠的方法消除。首先,在填料壓蓋上鉆一個直徑為 3mm 的孔,如圖2 所示,然后,在開孔處套焊一個 M12 的螺母。稍微放松填料壓蓋,將注膠槍的聯接管頭旋入該螺母內,向填料函內注密封膠。當填料函無泄漏時 ,旋出注膠槍的聯接管頭,將一絲堵旋入螺母中。

　　( 2) 在填料函上開孔注入密封膠

　　對于公稱通徑較小的閥門,其閥桿填料函泄漏通常用從填料函上開孔的辦法來消除。首先在填料函上部約 2/3處鉆一個直徑為 3mm的孔,如圖 3 所示 ,然后在開孔處套一個 M12的的螺母。稍微放松填料壓蓋,將注膠槍的聯接管頭旋入該螺母內,向填料函內注密封膠。當填料函無泄漏時 ,旋出注膠槍的聯接管頭,將一絲堵旋入螺母中

　　一 些從國外引進的閥門在其填料函的外壁上設有一個絲堵,這是十分有益的。對于一些關鍵管道上的閥門,一旦出現填料泄漏,可以立即拆下絲堵,按絲堵的規格設計一個接頭,通過接頭把高壓注劑槍和泄漏閥門連成一體,在很短的時間內即可有效地消除泄漏。如果我國的閥門生產廠家,在閥門的設計制造中,也考慮在閥門填料函外壁上增設一個螺紋絲堵,對于閥門在使用過程中的維護是十分有益的。

　　3 總結

　　本文闡述了閥門填料泄漏的消除方法,希望能同行的工作起到參考幫助的作用。

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