閥門填料密封原理及故障處理

1、閥門填料的密封原理和檢修過程控制1概述在線運(yùn)行的閥門所出現(xiàn)的故障或缺陷中，因填料失效而引起回路內(nèi)介質(zhì)外漏的事件占有很高的比例。探討填料的密封原理和選擇嚴(yán)格的檢修控制，使介質(zhì)外漏的幾率 下降到最低限度，對(duì)于在線運(yùn)行中無法隔離檢修的設(shè)備有重要意義。2填料的密封機(jī)理填料（PACKING ）常用于閥門有轉(zhuǎn)（滑）動(dòng)部位的外密封，防止流動(dòng)介質(zhì)從相 對(duì)運(yùn)動(dòng)部位向外界泄漏。在核電站核閥所用的填料基本上是膨脹石墨填料和石墨（或 石棉）編織填料。膨脹石墨填料的潤滑性和膨脹性好，但缺點(diǎn)是易碎，一般安裝在填 料函的中間部位。石墨編織填料牢固性好，抗擠壓，一般安裝在填料函的上/下層面其作用是固定膨脹石墨填料，保護(hù)其完整

2、無損和防止磨下的石墨粉掉入回路。L上密封2.膨脹石墨埴料3,埴料壓蓋4,壓蓋法蘭5埴料壓蓋霖旌6閥桿壓蓋螺母呂編織埴料圖1閥門埴料密封結(jié)構(gòu)圖1是填料安裝的結(jié)構(gòu)圖，其右側(cè)曲線給出了填料函內(nèi)各層填料對(duì)填料壓蓋螺母 施加的壓緊力的承力分布情況。很明顯 6層填料只有最上13層在真正起著抵制介 質(zhì)外漏的作用。密封環(huán)承接填料壓緊力傳給第1道填料依次傳給第2/3道，第1道填料受力后產(chǎn)生軸向變形而向閥桿和填料函內(nèi)壁上擠，直至達(dá)到變形極限，消耗了一 部分填料壓緊力。剩下的力傳給第2道填料，同時(shí)由于填料有效長度縮短過程產(chǎn)生的 填料內(nèi)壁面與閥桿/填料外表面與填料函的內(nèi)壁的摩擦力，也消耗一部分填料壓緊力。 按此機(jī)理，

3、越往下層填料的受力越少，變形越小，也就是密封性越差。然而在回路中 帶有工作壓力的介質(zhì)順著填料函內(nèi)壁擠壓使其變形，很容易地就可以突破下端幾道填料的密封防線。因此真正能阻止帶壓介質(zhì)的只有最上面二三道填料，而這幾道的密封 效果取決于填料的選材/結(jié)構(gòu)尺寸/閥桿和函內(nèi)壁的光潔度和足夠的填料壓緊力。3填料的預(yù)壓緊力為了延長填料的使用壽命，提高閥門安全性，核電站核閥使用的是經(jīng)過一定預(yù)緊 壓力壓過的填料。經(jīng)過預(yù)壓后，填料密度增大，抵御受壓變形的能力增加了，內(nèi)部保 留的預(yù)緊力能補(bǔ)償機(jī)組運(yùn)行其間填料被磨損而失去的填料壓力。填料的預(yù)壓過程一般由生產(chǎn)廠家在安裝前完成，在倉庫放置久了，填料側(cè)面就會(huì) 出現(xiàn)表明預(yù)壓力松弛的

4、紋路，核閥填料閑置1年以上都要求重新預(yù)壓緊。其方法是利 用模具（圖2）,選定壓力進(jìn)行預(yù)壓操作。P.預(yù)壓力L外環(huán)您埴料3.芯軸4.底套 國2預(yù)壓模具預(yù)壓力P為P=3P nS式中Pn 閥門的工作壓力(當(dāng) Pn50 MPa 時(shí)，取 50 MPa ) , MPaS填料的承力面積，m2S= n (R2 - r 2)4相關(guān)部件的設(shè)計(jì)基本要求通過圖3的填料組件，給出了設(shè)計(jì)和安裝要求圖3埴料狷件(1)填料法蘭應(yīng)有足夠的剛度，受力后應(yīng)無變形。(2 )在緊定填料力矩時(shí)要經(jīng)常檢查其平行度并預(yù)留出下次進(jìn)行緊固填料的空間。(3)凸節(jié)設(shè)計(jì)防止密封壓環(huán)掉入填料函中，且方便取出。(4)過渡導(dǎo)角設(shè)計(jì)可防止填料環(huán)裝入時(shí)被刮傷。(

5、5)密封壓環(huán)與填料函之間要有少量的間隙，使導(dǎo)入的密封蓋不被咬死。(6)保證填料函內(nèi)壁光潔度， 防止承壓后滲漏。(7)加工成坡口，使填料環(huán)容易受力時(shí)擠壓變形。(8)填料函金屬平面不應(yīng)有損壞。(9)填料環(huán)在填料函中的有效高度為：閥桿直徑 +15mm 。(10)密封壓環(huán)與閥桿之間應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。(11 )對(duì)閥桿的要求是：經(jīng)熱處理過的硬表面/高光潔度(無明顯缺陷，刮痕, 銹跡)銳角倒鈍便于各套件安裝；各橫截面為正圓，軸向無彎曲。(12)填料法蘭與閥桿之間也應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。(13 )檢查編織填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差(0.5mm ) o(14 )膨

6、脹石墨填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差(0.20mm) o(15)密封環(huán)和法蘭的球面接觸，有自找正功能，須保持結(jié)合面光滑無傷，安 裝時(shí)球面敷潤滑油脂。(16)如果圖紙或者廠家提供有填料壓緊力矩值的，照給定的力矩執(zhí)行；如力 矩值沒有給出，可以采用計(jì)算方法得出其結(jié)果。M = 1.2 X 祖 x dXF式中：M 每一螺桿的填料壓緊力矩，N?m叱摩擦系數(shù)(新填料 廠0.1 ;磨損后的填料=0.2 )d螺桿直徑，mm1.2用于簡化公式的倍增系數(shù)F 每一螺桿的填料壓緊力，NF=P/nn螺栓的根數(shù)填料力矩(N.m )=倍增系數(shù)x摩擦系數(shù)x螺桿直徑x填料預(yù)緊力 /螺栓的根數(shù)(17)密封壓環(huán)插入填

7、料函深度一般為 5mm。5檢修的要求和注意事項(xiàng)在檢修和更換填料前，應(yīng)了解填料的密封原理，掌握填料和相關(guān)部件的檢查標(biāo)準(zhǔn)、 切口方法和安裝要求。雖然填料只有最上 23層真正起密封作用，但考濾到閥門使 用安全性，因此對(duì)閥門填料應(yīng)全套更換。安裝前，首先要熟悉以下設(shè)備：校驗(yàn)盤根環(huán)的切割機(jī)、校驗(yàn)扭矩扳手或扳手、安 全帽、內(nèi)外卡鉗、緊固器的潤滑劑、反光鏡、盤根取出器、切盤根的刀具、游標(biāo)卡尺(1)開工前向有關(guān)廠家了解閥門使用時(shí)期，填料有無泄漏歷史和報(bào)告(2)在取出舊填料時(shí)一般使用高壓噴水器進(jìn)行清除，當(dāng)用填料鉤掏舊填料時(shí), 不可以傷及閥桿和填料函表面，函底要清理干凈。(3)如解體更換填料，檢查閥桿與填料接觸的表

8、面和填料函的內(nèi)壁應(yīng)光滑無傷， 能感覺到的拉痕、麻坑、脫皮或腐蝕等缺陷，都要報(bào)告準(zhǔn)備工程師。(4)閥桿的彎曲度超過0.20mm ,均須向準(zhǔn)備工程師報(bào)告。(5)新填料應(yīng)完整，無損壞，無變色，無松弛(預(yù)壓過的填料)。用新填料在閥桿 和填料函試裝一下，檢查填料外形是否符合要求。(6)檢查新填料備件與拆下的舊填料條數(shù)是否相同，如果數(shù)量不一致，應(yīng)向準(zhǔn)備工程師報(bào)告并查證。(7)膨脹石墨填料盡可能的不用切口型(圖 4),采用解體閥門套裝為好，若 采用切口方式，應(yīng)避免出現(xiàn)介質(zhì)流向的貫穿通道。介質(zhì)流向圖4埴料切口與安裝位置(8)填料組件裝入填料函中時(shí)應(yīng)一層一層裝入，并保證每層都裝到底，使用一種專用對(duì)開環(huán)可以達(dá)到此目的(圖 5),對(duì)有切口的填料，原則上層與層間的切口錯(cuò) 位90,禁止采取把填料組裝入整體下壓的行為。圖5安裝埴料的對(duì)開環(huán)(9