介紹了氧化鋁高壓礦漿用閥門閥桿密封的特性，分析了各種閥桿密封填料的性能和適用條件，論述了填料安裝和更換方法。

1、概述

　　在氧化鋁生產(chǎn)工藝中使用的閥門要承受很大的密閉壓力，所以要求閥門填料質(zhì)地致密、耐壓性能強(qiáng)。填料種類繁多，每一種類的填料又有不同的適用工況，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為正確的選用合適的填料不僅節(jié)省生產(chǎn)成本，更能充分發(fā)揮填料的實(shí)際作用，減少因?yàn)樘盍闲孤┊a(chǎn)生的閥門維修和生產(chǎn)損失。

2、填料選用要求

　　氧化鋁溶出車間的高壓閥門公稱壓力為PN10.0 ～80.0MPa，輸送的介質(zhì)多具有結(jié)晶性和腐蝕性，主要流程中的任意一臺(tái)高壓閥門泄漏都有可能造成整條生產(chǎn)流程的停工，因此對(duì)高壓閥門填料的使用和更換具有更高的要求。

　　2.1、編織致密

　　閥門內(nèi)流通的液態(tài)介質(zhì)對(duì)大部分的纖維都存在滲透性，編織致密的填料機(jī)械性能強(qiáng)，能夠很好的防止介質(zhì)的滲透以及高壓情況下開關(guān)閥門對(duì)填料的破壞。

　　2.2、抗磨損能力強(qiáng)

　　填料要緊密的貼緊閥桿，才能防止介質(zhì)的外漏，但是填料對(duì)閥桿的壓力越大，產(chǎn)生的磨損就越大，因此填料要有非常好的抗磨損能力，即使應(yīng)用于壓力高，開關(guān)頻繁的閥門中也不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。

　　2.3、自潤(rùn)滑性能好

　　耐磨性強(qiáng)的填料在閥門開關(guān)頻繁時(shí)不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，但是填料壓力大時(shí)會(huì)對(duì)閥桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生巨大的阻力，造成閥門開關(guān)阻力大，因此要保證填料的潤(rùn)滑性，填料的抗磨損能力和自潤(rùn)滑性能是相輔相成的綜合技術(shù)性能。自潤(rùn)滑性能好也可以有效的減緩因閥門開關(guān)產(chǎn)生的填料磨損。

3、常用填料類型

　　3.1、天然纖維類

　　天然纖維類填料主要包括棉、麻和毛等材料，這類填料造價(jià)低廉、來(lái)源廣泛，但是密封性能較差。隨著填料制造工藝的進(jìn)步，天然纖維類填料的應(yīng)用范圍已經(jīng)很小。

　　3.2、礦物纖維類

　　礦物纖維類填料主要有石棉填料，這類填料密封效果好，用于弱酸、弱堿、液氨、水和油品介質(zhì)的閥門，作靜密封和防腐密封，效果最佳。但是由于石棉纖維污染環(huán)境，影響人們身體健康，許多國(guó)家全面禁止使用這種材料的填料。

　　3.3、合成纖維類

　　合成纖維類的填料集合了眾多材質(zhì)填料的優(yōu)點(diǎn)，但是其單價(jià)相對(duì)較高。由于合成纖維類的填料無(wú)論其物理性能還是化學(xué)穩(wěn)定性能都能夠滿足高壓閥門填料的需要，所以目前應(yīng)用于高壓閥門的填料主要是合成纖維類的填料，合成纖維類的填料可分為石墨、碳纖維和高溫超高溫等多種系列。

　　(1) 石墨系列

　　石墨系列的填料以石墨為主體材料編制而成。具有良好的自潤(rùn)滑性及導(dǎo)熱性，摩擦系數(shù)小，通用性強(qiáng)，柔軟性好，強(qiáng)度高，對(duì)軸桿有保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，編織時(shí)可以使用襯金屬絲的方式加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度以更好的適用高壓閥門要求。石墨系列的填料適合用在高溫、高壓工況條件下的閥門閥桿的密封。相對(duì)于其他材質(zhì)而言，石墨填料的性價(jià)比較高。

　　(2) 碳纖維系列

　　碳纖維系列的填料主要以碳纖維為主體材料。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，無(wú)蠕變，耐疲勞，熱膨脹系數(shù)小，有很好的耐腐蝕性。碳纖維系列的填料更適合用于高溫、高壓工況條件下且開關(guān)頻繁的閥門閥桿的密封。

　　(3) 高溫超高溫系列

　　高溫填料由高品質(zhì)的合成纖維編織而成，結(jié)構(gòu)細(xì)密，具有極好的耐高溫高壓性能、低導(dǎo)熱系數(shù)和非燃燒性等優(yōu)點(diǎn)。高溫填料應(yīng)用在超高溫、高壓惡劣環(huán)境，適合于在燃燒環(huán)境下工作的閥門閥桿密封。在閥桿密封中，合成纖維類的石墨填料和碳纖維應(yīng)用最為廣泛，價(jià)格也相對(duì)合適，高壓閥門出廠時(shí)采用的往往是合成纖維類的石墨填料。

4、填料的安裝與更換

　　閥桿密封填料常用的安裝方式是根據(jù)閥桿直徑截取合適的長(zhǎng)度，并且首/尾對(duì)角成45° 切割，制作成成型環(huán)，然后將切割好的成型環(huán)依次壓進(jìn)密封腔內(nèi)。兩個(gè)填料環(huán)切口結(jié)合處依次錯(cuò)開180°直到密封腔填滿填料，然后壓上填料壓蓋并緊固，這種辦法能夠使所有的填料均勻的受力。但是這種辦法更換填料需要測(cè)量所需填料的長(zhǎng)度，由于測(cè)量和切割誤差很容易造成填料長(zhǎng)度不合適，從而產(chǎn)生泄漏或者填料浪費(fèi)，并且這樣安裝的填料更換起來(lái)麻煩，需要一根根的取出，尤其最后的幾根填料操作空間狹小，即使用專業(yè)的工具操作也較為費(fèi)工費(fèi)時(shí)。若直接采購(gòu)成型環(huán)，雖然能夠保證其接口的完整有效密封，但是價(jià)格較高，且成型環(huán)的使用范圍較小。

5、使用維護(hù)

　　安裝填料前需將閥桿清理干凈，打磨光滑，然后將閥桿和填料腔壁涂抹一層油脂，最好也將填料用潤(rùn)滑油進(jìn)行浸泡，這樣可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保證其潤(rùn)滑性。閥門填料需要更換時(shí)，要把舊填料清除干凈。由于高壓填料致密且長(zhǎng)期受壓，在清除舊填料時(shí)很容易損傷閥桿和密封座等部件，造成閥門中介質(zhì)在閥桿損傷部位滲入填料內(nèi)，破壞填料的結(jié)構(gòu)，造成填料的密封性能降低或失效，尤其是結(jié)晶類的介質(zhì)會(huì)使填料變硬，劃傷閥桿，加劇閥桿的損壞。有劃痕的閥桿在開關(guān)時(shí)又會(huì)將大量介質(zhì)帶入到填料內(nèi)破壞填料的密封性。填料清除不干凈也會(huì)影響新填料安裝后均勻受壓，造成密封效果不好。

　　當(dāng)填料出現(xiàn)泄漏，首先要緊固填料壓蓋，防止繼續(xù)泄漏。但對(duì)于非常重要的直接影響生產(chǎn)或者安全的高壓閥門應(yīng)在短期內(nèi)更換閥門填料，因?yàn)樾孤┑慕橘|(zhì)會(huì)將填料的潤(rùn)滑劑和填充劑破壞，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為影響其潤(rùn)滑和密封性能，妨礙安全生產(chǎn)。

6、結(jié)語(yǔ)

　　閥桿密封的泄漏大多是由填料缺少自潤(rùn)滑性引起的，所以在開關(guān)頻繁的高壓閥門的閥桿上可以適當(dāng)?shù)募幼��?rùn)滑劑，增加填料與閥桿之間的潤(rùn)滑性，既減輕閥門開關(guān)的阻力，又可減少填料的磨損，從而延長(zhǎng)填料的使用壽命，減少泄漏的發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 陸培文. 實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2007.