Al corriente abr 28, 2022

Embalaje de fugas de válvulas de control

El válvula de control Es uno de los componentes de control de terminales del sistema de control automático. Como hay muchas condiciones de trabajo de alta temperatura y alta presión en las plantas químicas, algunos medios son altamente corrosivos y tóxicos, inflamables y explosivos. Cuando el empaque de la válvula tiene fugas, no solo causará desperdicio de materias primas, sino que también causará una grave contaminación al medio ambiente e incluso causará accidentes de seguridad que pongan en peligro la vida, como incendios, explosiones y envenenamientos. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención a la fuga del empaque de la válvula de control. Es muy importante seleccionar razonablemente el empaque de sellado en el diseño y la selección. De acuerdo con el sello de empaque de las válvulas de control, se combinan con muchos años de experiencia laboral y datos relacionados, a través del análisis estructural de la caja de empaque de la válvula de control, se presentan las características y ocasiones de aplicación del empaque de PTFE y grafito flexible, y se presenta brevemente la selección razonable de empaque para la válvula de control.
 
Función y clasificación del embalaje de válvulas de control
 
La válvula de control está compuesta por los componentes internos de la válvula y el cuerpo de la válvula. Los componentes internos de la válvula incluyen un núcleo de válvula, un vástago de válvula, una caja de relleno y un capó superior, etc. Entre ellos, la caja de relleno se utiliza para sellar el vástago de la válvula, que es una parte integral del cuerpo de la válvula. Es un método elástico para evitar que el medio de proceso se filtre en la superficie del vástago de la válvula a través de un movimiento alternativo o giratorio. Casi todos los sellos del vástago de la válvula se realizan mediante cajas de relleno.
 
El empaque de la válvula de control es el material de empaque del sello dinámico, que generalmente se instala en la caja de empaque del capó superior, y su función es evitar la fuga del medio controlado causada por el movimiento del vástago de la válvula.
 
Los rellenos de uso común se dividen principalmente en dos categorías según sus materiales: polytetrafluoroethylene y grafito flexible.
 
1. Polytetrafluoroethylene (PTFE)
 
Polytetrafluoroethylene (PTFE) es un compuesto polimérico fabricado por polimerización de tetrafluoroetileno, que tiene una excelente estabilidad química, resistencia a la corrosión, sellado, alta lubricación y no viscosidad, aislamiento eléctrico y buena capacidad antienvejecimiento. Su resistencia a la corrosión incluso supera la del vidrio y la cerámica, y tiene buena resistencia a la corrosión incluso contra ácidos fuertes, álcalis fuertes y oxidantes fuertes, por lo que es un material de sellado ideal. Sin embargo, su resistencia a la temperatura es pobre. El PTFE comienza a agrietarse ligeramente por encima de los 200 ℃ y se arrastrará bajo presión y calor, lo que afectará el rendimiento del sellado. No es adecuado para ocasiones de licor alcalino fundido o flúor. Los rellenos de PTFE de uso común común son:
 
(1) Embalaje tejido moldeado de teflón: se hace tejiendo y presionando teflón a granel. Es un material abierto con buena flexibilidad, durabilidad, buen efecto de sellado y fácil reemplazo, y es el material más utilizado.
 
(2) Embalaje de PTFE en forma de V: Generalmente, está hecho de barra de PTFE girando, y la estructura de empaque tiene forma de V. Bajo la condición de presionar ambos extremos, PTFE tiene las ventajas de bajo coeficiente de fricción, lubricación y buen rendimiento de sellado. El anillo de empaque en forma de V se caracteriza porque por la presión del medio en la válvula. El labio del anillo exterior de empaque siempre se aferra a la pared interior de la caja de empaque cuando se abre, realizando así un sellado estático. Bajo la misma presión, cuando se abre el labio del anillo interior de empaque, siempre se aferra al vástago de la válvula para asegurar el sello dinámico, de modo que incluso si el vástago de la válvula se mueve hacia arriba y hacia abajo, también puede garantizar la estanqueidad.
 
(3) Relleno de PTFE-grafito: Al agregar un poco de fibra de vidrio, grafito y disulfuro de molibdeno, se mejora la resistencia a la fluencia y la conductividad térmica del PTFE, pero se aumenta la dureza y se disminuye la resistencia a la corrosión y el rendimiento de sellado.
 
2. Grafito flexible
 
El grafito flexible es un material no fibroso, que elimina las impurezas del grafito en escamas natural. Y luego se trata con un ácido mixto oxidante fuerte para formar óxido de grafito. El óxido de grafito se descompone por calor para liberar dióxido de carbono y su volumen se expande rápidamente, convirtiéndose en grafito flexible con textura suelta, suavidad y tenacidad. Es un material con de larga vida útil y buen rendimiento de sellado.
 
Características
 
(1) Excelente resistencia al calor y al frío
Las propiedades físicas del grafito flexible son casi sin cambios de la temperatura ultra baja de -250 ℃ a la temperatura alta de + 600 ℃.
 
(2) Excelente resistencia a la corrosión química
El grafito flexible tiene corrosión en ácido nítrico, ácido sulfúrico concentrado y otros medios oxidantes fuertes, pero casi no tiene corrosión en otros ácidos, bases y solventes.
 
(3) Buena auto-lubricación
El grafito flexible, como el grafito natural, es fácil de deslizar bajo fuerza externa, por lo que tiene una propiedad autolubricante y un buen rendimiento de sellado.
 
(4) Debido a que su porosidad está suelta y rizada, tiene buena resistencia y flexibilidad. O cuando se produce el agotamiento circular radial del importante manguito oficial del eje debido a la excentricidad en la fabricación y la instalación, tiene suficiente rendimiento flotante. Incluso si el grafito se agrieta, se puede sellar bien, lo que garantiza el sellado hermético y evita fugas.
 
Tipos de rellenos de grafito

(1) Filamentoso o trenzado: este empaque tiene buena elasticidad, que puede envolver mejor el vástago de la válvula y purificar la superficie del vástago de la válvula. El relleno de grafito trenzado puede superar la fuga de otros tipos de relleno de grafito debido al desgaste, pero el relleno de grafito trenzado es fácil de penetrar debido al vacío causado por la estructura filamentosa.
 
(2) Hoja de grafito: Un anillo de embalaje presionado por varias placas de grafito, cuya textura es perpendicular a la superficie del vástago de la válvula, formando una sección cuadrada, por lo que el fluido no es fácil de penetrar. También reduce la relación de presión axial a presión radial, por lo que necesita una mayor fuerza de presión para sellar.
 
(3) Grafito doblado: Su grano es paralelo a la dirección axial del vástago de la válvula y está hecho de varias láminas de grafito. La presión del grafito doblado al prensar es mucho mayor que la del trabajo, por lo que no se encogerá en la caja de relleno. Cuando la alta temperatura se conoce por su principio, es fácil de penetrar. Sin embargo, se utiliza ampliamente por su fácil procesamiento y bajo precio.
 
Principales causas de fugas en el embalaje
 
Hay muchas razones para la fuga del embalaje de las válvulas de control en el uso real en el sitio. En el mantenimiento del sitio, se debe realizar un análisis y juicio específicos de acuerdo con el uso real de las válvulas, para eliminar fundamentalmente las causas de fuga y resolver posibles riesgos de seguridad. De acuerdo con la ley de fugas, las razones principales se resumen de la siguiente manera:
 
(1) Selección inadecuada del material y tipo de embalaje: si se selecciona el embalaje de tetrafluoroetileno a 150 ℃ -200 ℃, se producirá una pequeña fluencia cuando el embalaje funcione durante mucho tiempo en condiciones críticas, y el rendimiento de sellado del embalaje disminuirá bajo la acción del medio de alta presión; Otro ejemplo es que el embalaje tejido se utiliza en amoníaco líquido, alquitrán, combustible y otros medios altamente permeables. Estas situaciones se ven afectadas por medios de alta temperatura y alta presión y son propensas a fugas.
 
(2) Método de instalación de embalaje incorrecto: después de cargar el embalaje en la caja de embalaje, la glándula ejerce presión axial sobre él. Debido a la plasticidad del embalaje, genera fuerza radial y está en contacto cercano con con el vástago de la válvula. Por ejemplo, el embalaje se aprieta y afloja durante la instalación. El estrés es desigual y algunas partes están sueltas o incluso no, lo que provoca fugas en el embalaje.
 
(3) Cuando la válvula de control está en uso, hay un movimiento relativo entre el vástago de la válvula y el empaque, que se llama movimiento axial. Durante el uso, con la influencia de alta temperatura, alta presión y medio fluido con fuerte permeabilidad, la caja de relleno de la válvula de control también es la parte con más fuga. La causa principal de la fuga del relleno es la fuga de la interfaz, y habrá fugas para los rellenos textiles (el medio de presión se filtra hacia afuera a lo largo del pequeño espacio entre las fibras de relleno). La fuga de la interfaz entre el vástago de la válvula y el empaque es causada por la atenuación gradual de la presión de contacto del empaque, el envejecimiento y la pérdida de elasticidad del empaque en sí, etc. En este momento, el medio de presión se filtrará hacia afuera a lo largo del espacio de contacto entre el empaque y el vástago de la válvula.
 
(4) La acción frecuente de las válvulas de control, la flexión del vástago de la válvula, la abrasión, la corrosión y la disminución de la suavidad causan abrasión y fugas en el empaque.
 
(5) Las condiciones de funcionamiento de la válvula de control cambian. Por ejemplo, en el proceso de calentamiento del dispositivo, la válvula de control cambia de un estado frío a un estado caliente, y el medio caliente cambia mucho. El vástago de la válvula se ve afectado por la expansión térmica, por lo que el espacio de empaque se hace más grande y la fuga del empaque es grave.
 
(6) El prensaestopas no está apretado, torcido o la válvula de control está instalada horizontalmente, lo que hará que el vástago de la válvula entre en contacto con el empaque mal y el espacio libre sea demasiado grande o demasiado pequeño.
 
Contramedidas para evitar fugas en el embalaje
 
(1) Para facilitar el embalaje, chafle la parte superior de la caja de relleno y coloque un anillo de protección de metal resistente a la erosión en la parte inferior de la caja de relleno (la superficie de contacto con el relleno no puede inclinarse) para evitar que el relleno sea empujado por la presión media.
 
(2) Mejore la precisión de la superficie y la suavidad del vástago de la válvula y la caja de relleno. Si la suma de los coeficientes de fricción entre varias partes móviles es cero, la fuerza que actúa sobre el prensaestopas se puede transmitir de manera uniforme a todo el embalaje sin ninguna atenuación. La fuerza de fricción total real existe y no puede ser cero. La fuerza radial que actúa sobre el embalaje disminuye con el aumento o la disminución de la distancia del prensaestopas. Cuanto mayor sea la fuerza de fricción, mayor será la atenuación de la presión. Una vez que la presión sellada supera la fuerza sobre el embalaje, comienza a tener fugas. Por lo tanto, el vástago de la válvula y la caja de relleno deben estar libres de arañazos, picaduras y desgaste durante el mantenimiento, y la suavidad debe ser buena.
 
(3) La selección de materiales adecuados debe tener la capacidad de resistir el cambio de temperatura, la resistencia a la fluencia, la resistencia a la relajación y la resistencia a la oxidación. En general, se prefiere el tetrafluoroetileno cuando se cumplen las condiciones, y se prefiere el grafito cuando no se cumplen las condiciones. También se puede seleccionar relleno mixto: primero, se mezclan el relleno de grafito y el relleno de tetrafluoro; Segundo, se mezclan la junta tórica y el empaque en V. El relleno de grafito se puede seleccionar para la permeabilidad media con fuerte.
 
(4) Al empacar, debe agregarse uno por uno y presionarse uno por uno con una herramienta de presión, de modo que el embalaje se tensione uniformemente. Las aberturas deben escalonarse en 90 ° o 120 ° de arriba a abajo, y el número de vueltas de rellenos debe ser adecuado para que no haya fugas. Si falta el embalaje, la glándula entrará en la caja de relleno, que es fácil de causar fugas.
 
(5) Para el empaque de PTFE con acción de resorte, los tornillos de prensaestopas deben apretarse simétricamente, sin desviación. Otros tipos de empaque no tienen que atornillarse demasiado para no tener fugas.
 
(6) Después de poner en servicio la nueva válvula o la válvula de control recién reparada, compruebe si hay alguna fuga en el embalaje. Si hay alguna, manipúlelo a tiempo para evitar que la fuga del embalaje se haga cada vez más grande.
 
Problemas que necesitan atención al usar
 
(1) Corte el empaque de moldeo con una incisión de 45 °, y cada círculo de la incisión se escalona 90 ° o 120 ° durante la instalación.
 
(2) Cuando se usa relleno de moldeo de PTFE a alta presión, se debe prestar atención a las características de flujo en frío.
 
(3) El anillo de grafito flexible utilizado solo tiene un efecto de sellado pobre, por lo que debe usarse en combinación con con el empaque de compresión de grafito.
 
(4) El embalaje de grafito no se puede utilizar para oxidantes fuertes, como ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico concentrado y otros medios.
 
(5) La precisión dimensional y la rugosidad de la superficie de la caja de relleno y el vástago de la válvula son los factores clave que afectan el rendimiento de sellado del embalaje de moldeo.
 
Conclusión
 
En muchos años de aplicaciones de campo, hay muchas razones para la fuga del empaque de la válvula de control. Mientras seamos diligentes en la observación y analicemos cuidadosamente las causas de la fuga, el problema de la fuga del empaque aún se puede eliminar. Sin embargo, también se debe tener en cuenta que las causas de la fuga del empaque de algunas válvulas de control son complicadas. Hay muchos factores de fuga, que deben analizarse y explorarse continuamente en la práctica futura.
 
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