高壓閥門(mén)密封盤(pán)根的選用與更換

劉志龍

（南山集團(tuán)東海氧化鋁有限公司 山東龍口）

根據(jù)工作條件的不同，泵和攪拌機(jī)構(gòu)所選用的盤(pán)根與閥門(mén)選用的盤(pán)根，在質(zhì)地上和性能要求上有很大的區(qū)別。泵需要的是在高速旋轉(zhuǎn)下的軸密封，所以泵的盤(pán)根質(zhì)地要求柔軟，耐磨和良好的潤(rùn)滑性，而閥門(mén)在使用中要承受很大的密閉壓力，所以閥門(mén)選用的盤(pán)根質(zhì)地要致密、耐壓性能強(qiáng)。高壓閥門(mén)是指閥門(mén)的公稱(chēng)壓力10～80 MPa的閥門(mén)。

一、高壓閥門(mén)盤(pán)根的性能要求

（1）密封盤(pán)根編織致密。介質(zhì)對(duì)大部分的纖維都存在滲透性，編織致密的盤(pán)根機(jī)械性能強(qiáng)，能夠很好的防止介質(zhì)的滲透以及對(duì)盤(pán)根的破壞。

（2）抗磨損能力強(qiáng)、密封周期長(zhǎng)。盤(pán)根要緊密的貼緊閥桿，才能防止介質(zhì)的外漏，但是盤(pán)根對(duì)閥桿的壓力越大，產(chǎn)生的磨損就越厲害，因此盤(pán)根要有非常好的抗磨損能力，即使應(yīng)用于壓力很高，開(kāi)關(guān)很頻繁的閥門(mén)中也不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。

（3）自潤(rùn)滑性能好、不影響閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。盤(pán)根耐磨性強(qiáng)，能夠保證閥門(mén)開(kāi)關(guān)頻繁時(shí)盤(pán)根不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，但是盤(pán)根依然對(duì)閥桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生巨大的阻力，因此要保證盤(pán)根的潤(rùn)滑性，這樣也可以有效的減緩盤(pán)根和閥桿的磨損。

二、閥門(mén)密封盤(pán)根的材料

1.普通盤(pán)根

（1）天然纖維類(lèi)盤(pán)根。主要包括棉、麻和毛，這是最早應(yīng)用到盤(pán)根的纖維，這類(lèi)盤(pán)根材料造價(jià)低廉、來(lái)源廣泛，但是密封性能并不理想，隨著盤(pán)根制造工藝的進(jìn)步這類(lèi)盤(pán)根的應(yīng)用范圍已逐漸縮小。

（2）礦物纖維類(lèi)盤(pán)根。主要指石棉盤(pán)根，這類(lèi)盤(pán)根密封效果好，用于弱酸堿、液氨、水、油品介質(zhì)的閥門(mén)，作靜密封防腐密封效果最佳。但是由于石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病，并且生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)重污染環(huán)境，許多國(guó)家選擇了全面禁止使用這種危險(xiǎn)性物質(zhì)。

（3）合成纖維類(lèi)盤(pán)根。這類(lèi)盤(pán)根集合了眾多材料的盤(pán)根的優(yōu)點(diǎn)，但單價(jià)也相對(duì)較高。

2.適用于高壓閥門(mén)的盤(pán)根

（1）石墨系列。石墨盤(pán)根以石墨為主體材料編制而成。具有良好的自潤(rùn)滑性及導(dǎo)熱性，摩擦系數(shù)小，通用性強(qiáng)，柔軟性好，強(qiáng)度高，對(duì)軸桿有保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為“萬(wàn)能盤(pán)根”。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，編織時(shí)可以使用襯金屬絲的方式加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度以更好的勝任高壓閥門(mén)要求。適用于高溫高壓工況下閥桿的密封。

（2）碳纖維系列。該系列盤(pán)根主要以碳纖維為主要材料，碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，碳纖維無(wú)蠕變，耐疲勞，熱膨脹系數(shù)小，有很好的耐腐蝕性。更適用于高溫高壓且開(kāi)關(guān)頻繁的閥門(mén)閥桿的密封。

（3）合成纖維系列。這類(lèi)盤(pán)根由高品質(zhì)的合成纖維編織而成，結(jié)構(gòu)細(xì)密，具有極好的耐高溫高壓性能、低導(dǎo)熱系數(shù)、非燃燒性等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用在超高溫、高壓的惡劣環(huán)境，適合于一些在燃燒環(huán)境下工作的閥門(mén)。

三、盤(pán)根的更換

1.清除舊盤(pán)根

閥門(mén)盤(pán)根需要更換時(shí)，首先要把舊盤(pán)根清除干凈，由于高壓盤(pán)根本身致密且長(zhǎng)期受壓，在清除舊盤(pán)根時(shí)很容易損傷閥桿、密封盤(pán)，尤其是閥桿，即便是非常細(xì)微的刮傷也會(huì)造成閥門(mén)內(nèi)的介質(zhì)大量滲透到盤(pán)根內(nèi)造成盤(pán)根失效或變硬，進(jìn)而加劇閥桿的損壞。舊盤(pán)根清除不干凈還會(huì)影響新盤(pán)根安裝后的密封效果。

2.盤(pán)根安裝方式

（1）截取合適的長(zhǎng)度并且首/尾對(duì)角45°切割，制作成型，將切割好的成型環(huán)依次壓進(jìn)密封腔內(nèi)，兩個(gè)盤(pán)根環(huán)切口結(jié)合處依次錯(cuò)開(kāi)180°直至密封腔填滿(mǎn)盤(pán)根，將壓蓋緊固。這種辦法能使所有的盤(pán)根非常均勻的受力，但是這種更換盤(pán)根的方式首先要測(cè)量所需盤(pán)根的長(zhǎng)度并且逐條切割，由于測(cè)量和切割誤差，安裝時(shí)因盤(pán)根的長(zhǎng)度不合適造成盤(pán)根失效或者盤(pán)根浪費(fèi)現(xiàn)象。以這種方式安裝的盤(pán)根更換起來(lái)也很麻煩，要一根根的取出，尤其是最后的幾根盤(pán)根操作空間狹小，即使使用專(zhuān)業(yè)工具，操作起來(lái)也是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。若直接采購(gòu)成型環(huán)，雖然能夠保證其接口的完整有效密封，但不止是單價(jià)提高，且成型環(huán)的使用范圍比盤(pán)根因此，這種方式不是方便快捷的安裝方式。

圖1 閥桿表面磨蝕溝槽

（2）將盤(pán)根的一端切割一道銳角切口，置于閥桿密封腔底部，然后像壓縮彈簧一樣纏繞到閥桿上，再將另一端切割 出一道銳角接口，兩條接口錯(cuò)開(kāi)90°以最大限度的避免盤(pán)根因受力不均勻而造成閥門(mén)泄露，盤(pán)根兩端銳角的制作質(zhì)量將直接影響盤(pán)根的使用效果。這種辦法安裝拆卸盤(pán)根簡(jiǎn)單快捷，但容易造成盤(pán)根受力不均勻。

無(wú)論采用何種安裝方式都必須將閥桿清理干凈，打磨光滑后將閥桿和盤(pán)根腔壁涂抹一層油脂，最好也將盤(pán)根用潤(rùn)滑油進(jìn)行浸泡，這樣可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保證其潤(rùn)滑性。

3.盤(pán)根維修注意事項(xiàng)

閥桿表面磨蝕盤(pán)根出現(xiàn)泄漏，首先要緊固盤(pán)根壓蓋，防止繼續(xù)泄露，對(duì)于直接影響生產(chǎn)或者有安全使用要求的高壓閥門(mén)，必須在短期內(nèi)將閥門(mén)盤(pán)根更換，因?yàn)樾孤兜慕橘|(zhì)將污染盤(pán)根的潤(rùn)滑劑和填充劑，影響其潤(rùn)滑和密封性能，造成安全隱患。有些易結(jié)疤或顆粒狀介質(zhì)會(huì)滲透至盤(pán)根內(nèi)部或依附在盤(pán)根表面使盤(pán)根變硬，生產(chǎn)中頻繁開(kāi)關(guān)會(huì)使閥桿上出現(xiàn)磨蝕溝槽（圖1）。這些溝槽會(huì)破壞閥門(mén)盤(pán)根的密封性能，使新更換的盤(pán)根壽命大大縮短，甚至造成整臺(tái)閥門(mén)的損壞。