填料是動密封的填充材料,用來填充填料箱空間,以防止介質經由閥杆和填料箱空間泄漏。
填料密封是閥門産品的關鍵部位之一,要想達到好的密封效果,一方面是填料自身的材質。結構要適應介質的工況需要,另一方面則是通過合理的填料安裝方法和在填料函的結構上考慮來保證可靠的密封。
(1)對填料自身的要求降低填料對閥杆的摩擦力、防止填料對閥杆和填料函的腐蝕、適應介質工況的需要。
(2)常用的填料品種
1)盤根型:
①高温高压閥門专用盘根。该盘根以柔性石墨为结构线,在每一根结构线的内部用5根耐高温合金丝增强。外部再编织耐高温合金丝。结构为方形交叉内锁编织。适用温度为:非氧化气氛为-250~+850℃,氧化气氛为-250~+550℃。工作压力为45.0MPa、pH值(除强氧化剂外)为O~14。适用介质为酸,原油、合成石油、溶剂、蒸汽、水等,截面尺寸为3mm×3mm~25mm×25mm。
②石墨填充PTFE纖維盤根。該種盤根填充了石墨粉,克服了純PTFE的缺點。使産品具有優良的導熱性、耐高速性和低膨脹性以及廣泛的耐化學腐蝕。用100%的高性能改性PTFE纖維。方形交叉內鎖編織。工作溫度爲-200~+280℃,適用壓力爲旋轉3.0MPa,往複10.0MPa、閥杆20.0MPa,軸線速度爲22m/s,除強氧化劑外,pH值爲0~14。適用于各種泵、閥、截面尺寸爲3mm×3mm~25mm×25mm。
③高温、高压经济型泵阀盘根。该盘根经高温碳化处理的耐焰纤维,浸渍准纳米级石墨粉,可以阻止气体/液体的渗漏,同时加入特殊的润滑剂,自润滑性良好,减少摩擦热,采用方形交叉内锁编织,工作温度为-50~+600 ℃,适用压力为25.0MPa,轴线速度为18m/s,除强氧化剂外pH值为0~13。适用介质为中强度酸碱,热油、溶剂、锅炉给水、蒸汽等。截面尺寸为3mm×3mm~25mm×25mm。
④超強耐磨損專用盤根。該種盤根以有機交聯聚合纖維爲基體材料,采用PR01M工藝處理,經高速精密盤根編織機加工而成,絕熱性能優異,在瞬間2500℃火焰中不熔化,不燃燒,具有耐腐蝕、耐磨損、高強度等優異性能,適用溫度爲-100~+280℃,工作壓力爲:旋轉8.0MPa,往複20.0MPa,閥杆25.0MPa,軸線速度22m/s,除強氧化劑外,pH值O~14。適用介質爲有磨粒場合,含沙介質,截面尺寸爲3mm×3mm~25mm×25mm。
⑤耐磨損專用盤根。該種盤根以短切Aramid纖維爲原料,采用方形交叉內鎖編織而成,具有雙倍的潤滑劑含量,確保了對軸的高潤滑和低磨損、強度高、密度低、彈性好、耐熱、耐磨性好。適用溫度-100~+260℃,工作壓力:旋轉8.0MPa,往複20.0MPa,閥杆25.0MPa,軸線速度爲18m/s,除強氧化劑外pH值2~12。適用介質爲有磨粒場合,含沙介質,截面尺寸爲3mm×3mm~25mm×25mm。
⑥通用型合成纖維盤根。該種盤根以複合纖維爲原料,采用方形交叉內鎖編織,具有高強度、耐磨損、抗沖刷和防滲漏等性能。適用溫度範圍一100~+250℃,工作壓力,旋轉5.0MPa、往複10.0MPa、閥杆20.0MPa,軸線速度12m/s,除強氧化劑外pH值2~12。適用于各種泵、閥、往複杆、活塞、柱塞,截面尺寸爲3mm×3mm~25mm×25mm。
⑦純PTFE盤根。該種盤根采用100%純PTFE纖維,采用交叉內鎖編織而成,不含可擠出潤滑劑,耐化學腐蝕性強。工作強度範圍-200~+260℃,工作壓力:旋轉5.0MPa、往複15.0MPa、閥杆25.OMPa,軸線速度爲20m/s,pH值O~14。適用介質爲各種腐蝕性介質,截面尺寸爲3mm×3mm~25mm×25mm。
⑧潔淨型特種盤根。該種盤根選用優質的高強度、高模量美塔絲纖維爲原料,采用方形交叉內鎖編織而成,具有雙倍的潤滑劑含量,確保了對軸的高潤滑和低磨損,不汙染介質。適用溫度範圍-100~280℃,工作壓力,旋轉8.0MPa,往複20.0MPa,閥杆25.0MPa,軸線速度20m/s,除強氧化劑外pH值1~13。適用于各種泵、閥和往複設備、截面尺寸3mm×3mm~25mm×
25mm。
2)成形填料:
①尼龍。
②橡膠。
③聚四氟乙烯。
④填充聚四氟乙烯(增强聚四氟乙烯),增强材料为玻璃纤维,一般为8%~15%玻璃纤维。JB/T 5209—1991《塑料填料》标准规定,填充聚四氟乙烯为:聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%MoS2;聚四氟乙烯+20%玻璃纖維+5%石墨。
⑤柔性石墨環。
⑥阀杆专用高效密封组合环。由若干个低密度的纯石墨中央环和两个高密度的端环组合而成,每个环的外形成杯锥状,且都起密封作用,并改善压缩载荷的分布状况,以有选择性地压缩和控制填料的径向流动,使填料的径向变形远远超过平环填料的径向变形,从而能在填料内径和外径处获得更有效的密封,适用温度范围,蒸汽中-200~+650℃,空气中-200~455℃,工作压力为60.0MPa,除强氧化剂外pH值0~14。适用于化学和石化行业的閥門,碳氢化合物、炼油、蒸汽、发电厂、核电厂控制阀。
3)泥狀填料
①白色泥狀填料。用白色PTFE纖維混合FDA認證的潤滑劑制成、無汙染、無毒,符合食品級別,適用溫度範圍-40~+260℃、pH值0~14,最大軸線速度7.5m/s、工作壓力,旋轉/離心2.OMPa。適用介質爲工業化學品、食品、飲用水、藥劑等。
②黑色泥状填料。用黑色柔性石墨混合高温润滑剂制成,广泛应用于高温等恶劣工况的泵和閥門,适用温度范围-40~+650~C,pH值0~14,最大轴线速度为20m/s,工作压力,旋转/离心1.7MPa,适用介质为水、工业化学品、蒸汽、石油燃料、碳氢化合物等。
4)使用填料注意事項
①盤根形填料切斷時用45°切口,安裝時每圈切口相錯180°。
②在高壓下使用聚四氟乙烯成型填料時,要注意冷流特性。
③柔性石墨環單獨使用密封效果不好,應與柔性石墨編織填料組合使用,填料函中間裝柔性石墨環,兩端裝編織填料,也可隔層安裝。即一層柔性石墨環,一層編織填料,也可填料函中間放隔環,隔環上下分別安裝兩組組合填料。
④石墨對閥杆、填料函有腐蝕,使用中應選擇加緩蝕劑的盤根。
⑤柔性石墨在王水、濃硫酸、濃硝酸等介質中不適用。
⑥填料函的尺寸精度、表面粗糙度、閥杆尺寸精度和表面粗糙度是影響成型填料密封性能的關鍵。