摘 要：針對(duì)閘閥閥桿填料密封泄漏的問(wèn)題，介紹了密封填料的選擇和閘閥填料壓蓋密封件結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)措施。實(shí)踐證明，閘閥填料密封件的改造不僅能夠解決密封滲漏，消除安全隱患，而且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：閘閥;填料密封件;螺旋壓蓋

　　1 閘閥填料密封件存在的問(wèn)題

　　在儲(chǔ)輸油系統(tǒng)中，閘閥數(shù)量大，種類和規(guī)格也及其多，分別置于泵房、流量計(jì)間、閥組區(qū)等爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。由于閘閥填料和密封件結(jié)構(gòu)本身的原因，導(dǎo)致閘閥閥桿填料密封處普遍發(fā)生泄漏，給安全生產(chǎn)帶來(lái)了極大的隱患，是輸油設(shè)備整治中的一大頑癥。

　　閘閥閥桿填料密封函中的填料基本上都是浸油石棉盤(pán)根，這種軟填料幾乎每年都需要進(jìn)行防漏處理，有的還需要更換。特別是在更換盤(pán)根填料時(shí)，填料箱內(nèi)很難清理干凈，導(dǎo)致填料擠壓不均出現(xiàn)泄漏。在長(zhǎng)輸管線上閘閥無(wú)一例外地都要在停輸檢修時(shí)進(jìn)行密封填料的更換、增補(bǔ)或者緊固，有的甚至在一年內(nèi)需要整治幾次。如果是截止閥，還要考慮出口端是否有壓力介質(zhì)，處理難度更大，這種石棉類軟質(zhì)填料密封給日常的維護(hù)保養(yǎng)帶來(lái)了許多不便。另外，現(xiàn)有閘閥的填料壓蓋是通過(guò)一對(duì)對(duì)開(kāi)式的壓板控制壓環(huán)來(lái)壓緊填料實(shí)現(xiàn)密封的，這種結(jié)構(gòu)的密封件極大的缺點(diǎn)就是在閥門(mén)填料處發(fā)生泄漏而緊固盤(pán)根時(shí)，很容易使填料受力不均勻而損壞填料，并且處于高壓工作狀態(tài)的閥門(mén)在緊固時(shí)，會(huì)由于填料受力不均而使介質(zhì)噴出，產(chǎn)生危險(xiǎn)。

　　2 閘閥填料密封件改進(jìn)措施

　　2.1 正確選擇密封填料類型和材料

　　填料材料分以下幾種類型：① 油浸石棉盤(pán)根。其極限使用壓力為 4.5 M Pa，極限使用溫度為250℃，具有柔性好、耐腐蝕、強(qiáng)度大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是在有機(jī)物及結(jié)晶水的作用下容易產(chǎn)生分解、炭化、揮發(fā)，增加對(duì)閥桿的磨損，盤(pán)根變形，造成失重，產(chǎn)生間隙，缺乏彈性。 ②碳纖維柔性石墨。使用碳素纖維編織柔性石墨成形填料。柔性石墨具有適用溫度范圍廣，自潤(rùn)滑性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是造價(jià)高，不容易補(bǔ)償加工誤差，耐滲透性一般，結(jié)構(gòu)松散。為了克服石墨填料強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，把碳素纖維等其它編織填料放置在石墨填料的上下方合并使用，效果更好。③ 耐油橡膠。耐油橡膠的極限使用壓力為 8 MPa，工作溫度為 -35～100℃, 老化系數(shù)為(75℃±2℃)×96 h不小于 0.8% ，硬度(邵爾 A 型)為75±5。具有良好的耐油性、耐磨性、易壓縮，造價(jià)低。缺點(diǎn)是適用溫度范圍小。④ 聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的極限使用壓力為31.5 MPa， 工作溫度為-180～250℃，密度為2.1～2.2 g/cm3, 模壓成品收縮率為1% ～5%，壓縮強(qiáng)度為 1.1 MPa。具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑均不起反應(yīng)，有很好的耐熱、耐寒、耐滲透性。但是缺點(diǎn)是成形尺寸精度低、壓縮性差、造價(jià)較高。

　　以上各種材料單獨(dú)使用作為閥桿填料時(shí)均有一定的缺陷。因此，應(yīng)該根據(jù)閘閥的使用條件，將幾種密封件組合使用，以便使密封的整體性能加強(qiáng)，如將聚四氟乙烯密封圈和耐油橡膠油封圈組合安裝。

　　2.2 合理選擇填料尺寸，正確安裝填料合理選擇填料的寬度B，既能達(dá)到滿意的密封效果，又可以提高使用壽命。根據(jù)閥桿直徑 d 來(lái)確定填料寬度B，我國(guó)填料寬度 B 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，摘錄 JB1712-7《 5石棉填料》如表 1。

　　填料圈數(shù) Z 一般與介質(zhì)工作壓力成正比，我國(guó)填料函深度 H 和填料圈數(shù)也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，摘錄JB1707-7 《5 填料函尺寸》如表 2，表中D0 為填料函內(nèi)徑。

　　對(duì)于軟填料的合理圈數(shù)要根據(jù)實(shí)際情況和使用效果的優(yōu)劣綜合考慮。同時(shí)還要正確安裝填料，填料安裝質(zhì)量對(duì)于密封填料的使用壽命和密封效果是十分重要的，因此在安裝填料前先清理閥桿和填料函，軟填料的各圈切口應(yīng)呈 45° 斜面，每圈的切口應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi) 90° 或180°，且應(yīng)有5%～10% (頂多不超過(guò) 20% )的預(yù)壓縮量;填料裝拆時(shí)要避免劃傷內(nèi)腔和閥桿表面;裝配時(shí),建議使用扭力扳手,以施加合適的填料壓緊力;裝配之后,應(yīng)作啟閉試驗(yàn),直至滿意后為止。

　　2.3 改進(jìn)閘閥填料壓蓋密封件結(jié)構(gòu)

　　黃島油庫(kù)近期研制出一種新型的閘閥填料壓蓋密封件結(jié)構(gòu)，它是在廣州軍區(qū) 54034 部隊(duì)研制出的閘閥填料壓蓋應(yīng)急器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，是一種替代老式閘閥填料壓蓋的新型壓蓋，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1。

　　這種填料密封件采用的是碳纖維柔性石墨與聚四氟乙烯粘貼制成的墊片填料，共分 4 層墊片，每圈的切口相互錯(cuò)開(kāi) 90° ，留有適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，并且末了一層墊片的切口用尼龍線和石棉線纏緊，以便在螺旋壓蓋密封器上下移動(dòng)時(shí)，底層圈不張開(kāi)。

　　這種螺旋壓蓋密封器由填料壓筒、螺旋活動(dòng)器和可活動(dòng)墊片 3 部分組成。 它保持原有閥體、閥桿、手輪、銅圈和閘板的配合結(jié)構(gòu)，其特征是在填料筒上部閥桿上裝有一對(duì)共有同心圓的螺旋活動(dòng)器和可活動(dòng)墊片，螺旋活動(dòng)器和可活動(dòng)墊片是連為一體的，并且它們之間又是活動(dòng)的，在對(duì)填料進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，它們之間產(chǎn)生的是固有的滑動(dòng)摩擦。通過(guò)螺旋活動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)對(duì)可活動(dòng)墊片的升降進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)壓緊填料實(shí)現(xiàn)密封。與以前的閘閥填料壓蓋應(yīng)急器相比，一個(gè)及其突出的優(yōu)點(diǎn)就是：閘閥填料壓蓋應(yīng)急器在對(duì)密封填料進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，很容易使壓板兩邊用力不均，導(dǎo)致填料發(fā)生偏移、介質(zhì)產(chǎn)生泄漏; 而用螺旋壓蓋密封器對(duì)密封填料進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，通過(guò)專用扳手對(duì)螺旋活動(dòng)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，僅僅只是通過(guò)螺旋活動(dòng)器對(duì)可活動(dòng)墊片的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且不會(huì)在可活動(dòng)墊片與填料之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，對(duì)密封填料只是在整體上的壓縮，使填料受力均勻，有利于保護(hù)填料和延長(zhǎng)填料的使用壽命。同時(shí)，它還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠等特點(diǎn)。尤其是對(duì)承壓的閥門(mén)產(chǎn)生泄漏時(shí)，可以在不停工的情況下進(jìn)行處理，具有較大的實(shí)用價(jià)值。

　　3 應(yīng)用效果

　　黃島油庫(kù)新庫(kù)區(qū)于 2001 年 8 月從青島港務(wù)局油港公司收購(gòu)大型閘閥 230 多個(gè)，由于使用年限較長(zhǎng)，并且收購(gòu)前缺乏日常的維護(hù)保養(yǎng)， 跑冒滴漏現(xiàn)象非常嚴(yán)重的閥門(mén)就多達(dá) 46 個(gè)。 2004 年， 經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大部分閥門(mén)漏油都是由于密封不嚴(yán)所致，從而提出了對(duì)閘閥密封件進(jìn)行改造的建議，并付諸實(shí)施。填料采用的是碳纖維柔性石墨與聚四氟乙烯墊片，密封件結(jié)構(gòu)采用的是螺旋壓蓋密封件。現(xiàn)已改造完成 46 臺(tái)，從改造后的運(yùn)行情況來(lái)看，效果良好，不僅安全效益明顯，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。以前對(duì)閥門(mén)進(jìn)行整治，每個(gè)閥門(mén)每年需要整治兩次，每整治一次大約需 1 450 元，每年需花費(fèi)約 13.34×104 元。對(duì)閘閥密封件進(jìn)行改造，每臺(tái)改造費(fèi)用約 3 150 元， 總費(fèi)用約14.49×104 元，密封件改造費(fèi)用一年即可基本收回, 以后每年將節(jié)約費(fèi)用約 13×104 元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。改造后的閥門(mén)如再有滲漏, 只需調(diào)節(jié)螺旋壓蓋活動(dòng)器即可,即使在填料完全失效的情況下，只需更換填料，費(fèi)用極低。

　　改造后的閘閥一方面成本低、較好地解決了密封滲漏問(wèn)題，另一方面減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了維修時(shí)間，節(jié)約了維修費(fèi)用。這種填料密封件改造方式可以廣泛應(yīng)用于油庫(kù)、油田、化工廠、水利等行業(yè)的閘閥及具有類似結(jié)構(gòu)的閘閥。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　1 黃春芳.原油管道輸送技術(shù).北京：中國(guó)石化出版社，2003

　　2 郝寶根，等.油庫(kù)實(shí)用堵漏技術(shù).北京：中國(guó)石化出版社，2004

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