耐高温阀门挑选高温阀门填料科学研究及应用

     阀门的环境温度为425～550℃中为高温Ⅰ级(通称PI级)。PI级阀门的核心原材料为ASTMA351标准下的CF8为基形“高温Ⅰ级中碳铬镍希土钛品质耐磨钢”。因PI级是特殊称呼，在这儿包括了高温不锈钢板(P)这个概念。因而，假如介质为或水蒸气时，尽管还可用高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)，在硫含量成品油时尽管还可用高温钢C5(ZG1Cr5Mo)，但是这里不可以称他们为PI级。

高温阀门填料科学研究及应用

阀门是工业化中一种比较常见的机械零部件。做为液体传送系统中至关重要控制系统，以其所具有的截至、调整、稳压管、分离等服务，其广泛应用于加热炉、压缩空气管道、炼油厂、化工厂、火力点及其冶金工业等行业。工业化对阀门密封的稳定性给出了相对较高的规定，密封特性是鉴定阀门产品品质的一个重要性能指标。

高温阀门就是指操作温度高过250℃的阀门，高温阀门的阀杆填料密封技术性一直是多年以来未解决的短板问题，也是提升阀门稳定性的薄弱点之一。比较常见的高温阀门阀杆填料密封一般存有的密封不够或过多密封的现象，在长期运行时阀门阀杆处很容易出现泄露，易燃易爆物品、有毒等危险物品的泄露不但会导致设备停产和财产损失，并且也会引起空气污染，乃至工作人员安全事故，给设备的运转带来一定的风险性。

一、阀门填料密封的基本原理

阀门的密封特性是鉴定阀门品质特性的一个重要指标值。如今绝大部分的调节阀门或是通用性阀门阀杆和填料密封为触碰密封，以其结构紧凑、安装及拆换便捷、价格低廉所以被***选用。

阀门中阀杆和填料处泄露也是普遍的现象。填料往往能够起到密封的功效，其基本原理如今关键存有两个密封见解，各是滚动轴承效用和谜宫效用。

填料的滚动轴承效用指的是在盘根填料和阀杆中间，压挤填料及在外部润滑液影响下，由于支撑力在阀杆的表面生成一层附面层，使填料和阀杆产生类似滚动轴承之间的关系，那样填料和阀杆就也不会因为过多磨擦而发生损坏，同时由于附面层存有，填料和阀杆时时刻刻处在密封情况。

填料的谜宫效用乃是指阀杆表面整平水平不能达到外部经济水准，填料和阀杆只有一部分迎合而没法做到彻底迎合，在填料和阀杆中间始终存在极其细微间隙，又因为填料之间创口不一样安装，这种空隙一起构成了谜宫带，物质在这其中被数次节流阀、降血压，来达到密封的功效。

填料密封里的谜宫效用所称的阀杆表面整平水平不能达到外部经济水准，阀杆和填料之间细微空隙这也是客观存在，没法清除，从这些方面开展填料密封设计方案，通常实际效果不太理想，然而这是导致多空间泄露或驱动力泄露的前提条件。密封物质根据填料和阀杆泄露原理有许多方式：浸蚀空隙泄露体制、多孔结构泄露体制、驱动力泄露体制等。文中针对高温条件下的阀门填料密封构造的改善设计方案都是基于以上多种多样泄露体制，明确提出行之有效的改进措施。

二、现阶段比较常见的填料种类及其使用场所

1、聚四氟乙烯盘根

聚四氟乙烯盘根是阿依莲聚四氟乙烯分散化环氧树脂为主要原料，先做成干料塑料薄膜，再经捻线，编强织出盘根.这类盘根无其他添加剂，适合于食品类、制药业、造纸工业化学纤维等有很高的清洁度要求，与有强腐蚀性介质阀门、泵上。

应用领域：应用环境温度不得超过260℃，应用没有压力于20MPa，pH值：0-14。

2、澎涨石墨盘根

膨胀石墨盘根又被称为软性石墨盘根选用柔性石墨线经穿心编制成的。澎涨石墨盘根具有较好的自润滑性及传热性，摩擦阻力小，实用性强，柔韧度好，强度大，对轴杆有缓冲作用等特点。

应用领域：应用环境温度不得超过600℃，应用没有压力于20MPa，pH值：0-14。

3、加强型石墨盘根

增强型石墨盘根选用玻纤、铜线、不锈钢线、镍丝，茵苛镍基合金丝材料等提高的纯膨胀石墨线编制成的。具备膨胀石墨的各种特点，并且实用性强，柔韧度好，强度大。与一般的编制盘根组成，可以解决高温，髙压密封问题的高效的密封元器件之一。

应用领域：应用环境温度不得超过550℃，应用没有压力于32MPa，pH值：0-14。

该盘根是澎涨石墨盘根的增强版，是很不错的密封原材料。

之上列出了普遍的几种填料盘根的种类，具体生产中还会继续碰到对于独特工作状况研制的别的类型填料盘根。比如不错耐化学品性的芳纶纤维盘根;合适长时间负荷转动轴的芳纶纤维碳纤维材料混编写盘根这些，此文仅限于篇数，就不一一详解。

三、普遍阀门填料构造和判断

比较常见的阀杆填料密封构造主要包括销钉、旋盖、隔套、填料等构成。为了实现较好的密封实际效果，一般要求填料具备机构高密度，耐化学性好，摩擦阻力劣等特性。一般在环境温度小于200℃，填料常采用聚四氟乙烯盘根，它具有高的润化、不黏性、绝缘性良好的耐老化等优点，用以原油、化工厂、制药业等行业。

在200到450环境温度条件下，石墨盘根因具备耐高温、自润滑轴承、低摩擦阻力等优点，被采用。石墨盘根依据主要用途已研发出各种各样归类，在实际应用中，填料可按照实际工作状况标准选择适合的石墨盘根种类，比如250℃、低电压工作状况场所可以选择澎涨石墨盘根，中、髙压可以选择加强型石墨盘根或是二者组成应用。

四、高温阀门填料构造外露剖析

在高温条件下，如采用石墨盘根密封构造，容易出现外露状况。经查找原因如下所示：

石墨盘根装进填料函内，根据填料旋盖上紧固螺丝紧松来释放对填料的轴向压力。因为填料具备一定程度的延展性，受轴向压力后发生轴向工作压力和微形变，里孔与阀杆密切迎合，但这种迎合左右并不是均匀。根据填料压力分布和填料密封力遍布得知，填料函中上端填料和下边填料受物质压力是不均匀。导致两大类填料塑性形变不一致，很容易出现填料与阀杆的部分密封过多或是密封不够，与此同时接近旋盖处受的轴向夹紧力到底有多大，所产生的填料与阀杆的摩擦也就会越大，在此阀杆和填料很容易出现损坏。

在高温前提下，温度高，石墨盘根澎涨越多，滑动摩擦力也会跟着增加，高温所产生的排热不到位，加快了阀杆和填料的磨损量，那也是高温阀门填料很容易出现外露的重要原因。

五、高温阀门填料构造的改善设计方案

高温条件下的阀门填料特很容易出现外露的现象，高温填料一般选择澎涨石墨盘根为主导。膨胀石墨填料的自润滑性和朔性好、回弹力指数高，但主要缺点易破碎、抗剪切应力差，一般安装于填料函中间一部分，避免膨胀石墨填料遭受填料旋盖和底端压垫的压挤而毁坏;加强型石墨盘根因带有镍丝等，牢固抗压挤，故能够安装于顶端和底端。

尽管运用膨胀石墨和加强型高纯石墨盘组成处理一部分高温下填料外露的现象。但对于阀门姿势比较多的工作状况，石墨盘根磨损量非常高，应用一段时间后必须人力紧填料函里的紧固螺丝，针对人力和清查都增添了较大的难题。根据以上问题考虑，我公司融合世界各国参考文献及其工作经验积累近些年研发一种补偿性的阀门填料构造，尤其对于高温低电压、及其高温髙压的差异工作状况，有针对性的开发设计不同类型的高温填料构造，一举克服了阀门在高温条件下非常容易外露的现象。

高温低电压型，选用特别制作补偿性圈型扭簧和组合型石墨盘根紧密结合。

工作状况工作压力不太高故撤销填料隔套，填料函底端添加特别制作补偿性圈型扭簧，组装时要紧固螺丝预加一定的预紧力。即便高纯石墨填料和阀杆发生摩擦系数损坏，圈型扭簧能及时做出对应的补偿性调整，确保阀门产生外露状况。

高温髙压型，这是一种前沿的填料系统软件，选用蝶形弹簧和圈型扭簧外接双赔偿构造，可以防止温度太高使扭簧无效的优势，尤其是在高温、髙压这类条件下，某点补偿点无效，另一组赔偿仍然合理，二者不干预，独立赔偿但是同时对填料起到作用。蝶形弹簧的封闭型也有助于在极端室外环境下应用，两个补偿点的外接构造也有助于拆换，不用拆装全部填料函，提升了高效率及其便捷实际操作。经过长时间客户追踪，此种类填料构造针对高温、髙压中的阀杆密封避免防止外露效果显著，坚固耐用。