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石化超低溫深冷球閥密封優化改進

球閥的填料密封結構通常由帶凸臺的閥桿、環形凸緣的閥體孔、填料、彈簧墊圈、螺母及頂壓螺母等組成。當旋緊螺母時，壓縮彈簧墊圈.并帶動閥桿向上移動。在閥桿凸臺與墊片及閥體孔環形凸緣的共同作用下，擠壓上下填料。此時填料壓縮， 軸向壓縮量為δ。

為適用深冷低溫工況需求應用高科技低溫處理技術對球閥進行整體低溫處理。本閥一般采用法蘭連接,也可采用焊接連接。采用驅動方式為手輪、蝸輪蝸桿傳動、氣動或電動。適用于輸出液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等低溫介質。具有開關靈活、密封可靠的特點,也可用于其他低溫和深冷介質的管理系統。

    溫度下降時填料收縮，閥桿亦收縮。當填料收縮超過填料回彈極限，填料與閥桿凸臺和閥體孔端面將失去壓緊力，端面密封失效。如果填料收縮后仍在回彈范圍，填料仍受壓縮，但δ減小，壓緊力也減小。當單位壓緊力仍大于1~2倍管線介質壓力，介質就不會泄漏。控制填料低溫的單位壓緊力，是低溫密封的關鍵。填料低溫單位壓緊力（由于填料與接觸件已預壓緊，可認為是應力）計算式為主要零部件作低溫處理并每批抽樣作低溫沖擊試驗，以保證閥門在低溫工況時不脆裂，經得起低溫介質沖擊。

石化超低溫深冷球閥密封優化改進對每臺閥門進行以下試驗：

1.常溫殼體強度試驗；

2.常溫低壓上密封試驗；

3.常溫低壓密封試驗；

4.低溫上密封氣密試驗（有上密封時）；

5.低溫氣密封試驗等，以確保整臺低溫閥門符合標準的規定；

6.對主要零部件作低溫處理并每批抽樣作低溫沖擊試驗，以保證閥門在低溫工況時不脆裂，經得起低溫介質沖擊；

7.低溫（深冷 ）閥門均按相應材料規范進行低溫處理和沖擊試驗；

8.搞靜電功能更加強大，閥體與閥桿或內件與閥體間導通電阻小于1歐姆。

石化超低溫深冷球閥密封優化改進

    為適用深冷低溫工況需求應用高科技低溫處理技術對球閥進行整體低溫處理。本閥一般采用法蘭連接,也可采用焊接連接。采用驅動方式為手輪、蝸輪蝸桿傳動、氣動或電動。適用于輸出液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等低溫介質。具有開關靈活、密封可靠的特點,也可用于其他低溫和深冷介質的管理系統。

    填料軸向壓縮后產生徑向彈性變形，由此產生的徑向力阻擋了管線介質的泄漏壓力。管線介質泄漏壓力從介質源頭起.在閥桿軸向沿程一般呈拋物線或對數曲線減弱。單一填料在閥桿上的軸向力，從壓緊作用點起亦呈指數規律減小，其橫向變形亦相應減小。因此填料在閥桿軸向力作用點始，沿程任何一處的壓縮產生的單位徑向力，必須大于介質措程任何一處的單位泄漏壓力（選取最大值），才能可靠控制閥桿軸向和閥體孔軸向表面泄漏。由于閥體孔和閥桿的軸向壓緊填料的力與介質泄漏壓力為同方向，所以低溫時壓緊力處處大于泄漏壓力（曲線上對應值）就可保證密封。如果曲線上壓緊應力在某處小于該處泄漏單位壓力。則找出該處斷面進行計算。計算時，由于閥桿系金屬，直徑也相對較小，收縮系數也小，可認為閥桿直徑尺寸不受溫度影響變化。因此只計算填料在溫度變化后彈性變形及產生的徑向應力即可，對于單一填料

對于多種填辯間隔疊合排列，其密封效果和壽命有所提高，其徑向力可根據上述公式，對不同填料結構乘以其修正系數后求出。

石化超低溫深冷球閥密封優化改進填料密封結構

    在溫度波動工況。填料使用柔性石墨與聚四氟乙烯重疊的密封結構（圖2）。用聚四氟乙烯包覆柔性石墨（聚四氟乙烯較薄，柔性石墨較厚，仍可認為是單一填料）。聚四氟乙烯具有優良的不透氣性及不滲水性，強度較大。缺點是收縮系數大，回彈性差。柔性石墨的優點是收縮系數小. 回彈性好。缺點是強度差，有微孔。

    復合填料可以克服其單一填料存在的不足。在溫度下降時，柔性石墨收縮很小， 壓縮后，軸向和徑向回彈性很大，可以保證在軸向壓縮后仍有很大的軸向及徑向回彈力，對泄漏介質可具有很大比壓，達到可靠密封。柔性石墨由于強度小，同時由于它有微孔隙，長時間密封后有微泄漏。在外層包覆聚四氟乙烯，其強度太，可承受較大壓力，同時具有不透氣和不滲水特點，它們的疊合密封，可以長時間使液體和氣體不泄漏。這種結構可提高填料在深冷、高溫及常溫工況下的密封性。

    為防止溫度上下波動造成柔性石墨等軟填料擠入閥桿孔中，在閥桿孔與填料間裝有內弧形擋圈，半包住填料，使填料不能擠入閥體孔內，同時也減小了填料與閥桿的摩擦表面積。為保證溫度波動中填料密封，還必需使用脹縮系數較小的閥桿金屆材料和注意閥桿表面粗糙度，防止溫度波動中密封副的磨損和破壞。還要注意螺母的自鎖性，才可長期頂緊彈簧墊圈，壓緊填料。

石化超低溫深冷球閥密封優化改進

    在填料回彈范圍，盡量使用大壓縮量。這樣在溫度下降和應力松弛等條件下，填料收縮時仍對填料有足夠的壓緊力，密封更可靠。為了減小溫度下降的收縮量和溫度上升可能對填料的破壞，選擇15~20℃條件裝配較好。此外常規的內外端面雙重密封結構對溫度波動中密封有積極效果。內端填料若不能保證軸徑向密封，閥桿孔外端填料應起輔助密封作用。另外，使用多類不同填料疊合并間隔排列，是利用凹凸環形間隔排列的原理，使液體和氣體在閥桿軸向泄漏的介質經凹凸環槽間多次膨脹，從而多次減壓達到更可靠的密封。由于各種不同填料波桑系數不同，填料對閥桿的側壓力正如凹凸環槽一樣有太有小，使液體和氣體沿軸向在壓力小時膨脹和減壓，多次循環，達到可靠密封。