阀门密封对于防止挥发性化合物或有毒气体的泄漏和逃逸排放至关重要。它们阻挡了污染物的进入超过阀体以保护下游工艺,并保护装置免受损坏。
密封溶液提高阀门的耐用性和性能,并根据应用要求(工作介质,工作温度和压力的性质),所使用的阀门的类型和设计变化。我们将讨论用于阀门密封溶液的现场载荷包装和O形圈杆密封件。
住装载包装
管道系统中的逃逸排放通常是阀杆处泄漏的结果。避免泄漏的简单方法是使用阀罩和阀杆之间的填充材料。螺柱螺栓在包装材料上施加压缩力,产生足够的机械应力。这种应力使填充材料紧紧地密封阀杆和阀盖的内墙。
为了使密封保持有效,必须保持恒定的填料应力。由于蠕变、热膨胀或振动,它逐渐减小。带电填料保证了密封效率,尽管这些操作变化反复出现。
动态加载在带有填料的阀门的压盖从动件和紧固件之间使用锥形弹簧垫圈。弹簧提供了一种通过压缩或弯曲来控制填料应力强度的方法。在这种设置下,从动器持续对包装材料施加压力,即使在包装体积丢失或撤回后。蝶板弹簧的张紧是通过在平面上压缩到特定负载来实现的。预张紧弹簧提供所需的大量力,使填料应力保持在高于最小密封应力的水平,防止任何泄漏。
活负荷对于长时间不使用的阀门,如隔离阀,是很有用的。这些阀门失去初始填料应力,增加了激活时泄漏的易感性。动态负载填料提高了频繁循环阀门的长期性能,这种阀门的填料在阀杆周围磨损更快。它们对高压和高温操作具有弹性。
动态负载阀需要很少的维护,使其成为关键或频繁循环应用的理想选择,以及在不可访问的位置的阀门。
o形环阀杆密封
o形环是一种通用的密封元件,大多数可以在较宽的压力范围内工作,最高可达1500psi。阀杆和阀体之间的密封是由o形环材料(氟橡胶)的弹性决定的。当工作介质的压力上升或下降时,密封过程开始。密封可以是静态的,也可以是动态的。在静态密封中,o形环不会移动,主要用于维持上游压力或在管道内制造真空。对于动态密封,o形环位于旋转表面之间的沟槽内,提供无泄漏密封。
流体压力的增加导致o形环变形,对阀杆施加额外的压力。当流体压力下降时,导致o形环变形的压应力会被收回。当这种情况发生时,o形环放松并填充阀杆和阀盖之间的空间。由于o形环具有很高的弹性,因此需要聚四氟乙烯(PTFE)等备份装置来防止膨胀超出固定接头。
o形环由于其可靠性、低成本、易于维护和更换而成为首选。它们通常用于密封气瓶中的滑阀、活塞以及一些球阀和蝶阀。
其他密封选项
阀门密封不限于活载填料和O形圈杆密封。有几种用于防止逃逸排放和不需要的介质泄漏的其他方法。最常见的密封方法是在凸缘之间使用石墨垫。其他密封件由模具形成的环制成,这是预应力以满足阀门的操作参数。模具形成的密封环提高了包装寿命周期,最大限度地减少了整合,泄漏的常见原因。
阀门密封选择标准
选择合适的阀门密封件看起来很简单。但是,有多种选择标准需要考虑。以下是一些关键因素。
泄漏紧张
泄漏和逸散排放用流速(立方英尺/秒或百万分之一(ppm))表示。不同工业阀门的密封性采用API 624、API 641或ISO 158248等行业标准定义。例如,根据API 624,旋转阀杆阀门的允许不稳定排放限值不应超过100ppm。
在选择阀门密封时,要明确预期的泄漏等级(分类为AH、BH和CH)。金属波纹管为分级为AH的阀杆阀门提供充分的泄漏保护。对于BH级泄漏,必须使用活负载填料密封。
温度和压力
阀门密封件应在宽范围的压力和温度范围内进行良好。低温阀门在低至-238温度下控制流量oF,其他在752高于752的温度下运行o工艺温度决定了要使用的密封是由非金属还是金属制造的。
随着时间的推移,压力条件对于预测密封件的渗透性和抗压性至关重要。活负载填料阀杆密封,采用石墨加强,对于在401℉以上的频繁循环过程是更好的选择oF,压力大于1450 psi。
特定于服务的需求
理想情况下,阀门密封件应控制排放。随着工作周期的增加,它们的泄漏保护能力将减少。系统中存在挥发性化合物同样降低它们的性能。存在不同的标准,以限定阀门密封件用于逃逸排放服务。
蒸汽维修阀门密封件最难以选择。电厂等设施,其具有作为工作介质的蒸汽,在高温,高压下运行,并且经常持续阀门循环。这种植物使用的活载填料来补偿热菌株并配有氧化抑制剂。
氢气应用程序使用了活压填料和o形环阀杆密封的组合。氢气不稳定且可渗透。用于氢气应用的阀门密封不应该包含任何聚四氟乙烯组件,因为它在加热时蒸发。再加上氢的高可燃性,可能会导致火灾事故。
o形环和非金属填料通常用于氧气应用过程。它们的选择是基于在发生事故时抑制着火和火灾扩散的能力。
总结
应选择满足操作要求的合适的密封,同时提高阀门的耐久性。限制挥发性排放不仅可以提高安全性,还可以提高设施或过程符合法定法规的程度。阀门密封应具有良好的抗老化性,低点火灵敏度,并能在较宽的压力和温度范围内工作。选择标准因工作介质的性质而异。
吉尔伯特Welsford Jr。是ValveMan.com和第三代阀门企业家。他已经学到了阀门以来的学龄,并通过创建Valveman在线阀门商店为2011年为家族企业带来了创业聪明才智。