高壓閥門密封盤根的選用與更換

劉志龍

（南山集團東海氧化鋁有限公司 山東龍口）

根據工作條件的不同，泵和攪拌機構所選用的盤根與閥門選用的盤根，在質地上和性能要求上有很大的區別。泵需要的是在高速旋轉下的軸密封，所以泵的盤根質地要求柔軟，耐磨和良好的潤滑性，而閥門在使用中要承受很大的密閉壓力，所以閥門選用的盤根質地要致密、耐壓性能強。高壓閥門是指閥門的公稱壓力10～80 MPa的閥門。

一、高壓閥門盤根的性能要求

（1）密封盤根編織致密。介質對大部分的纖維都存在滲透性，編織致密的盤根機械性能強，能夠很好的防止介質的滲透以及對盤根的破壞。

（2）抗磨損能力強、密封周期長。盤根要緊密的貼緊閥桿，才能防止介質的外漏，但是盤根對閥桿的壓力越大，產生的磨損就越厲害，因此盤根要有非常好的抗磨損能力，即使應用于壓力很高，開關很頻繁的閥門中也不至于產生嚴重的磨損。

（3）自潤滑性能好、不影響閥門的開關。盤根耐磨性強，能夠保證閥門開關頻繁時盤根不會產生嚴重的磨損，但是盤根依然對閥桿的往復運動產生巨大的阻力，因此要保證盤根的潤滑性，這樣也可以有效的減緩盤根和閥桿的磨損。

二、閥門密封盤根的材料

1.普通盤根

（1）天然纖維類盤根。主要包括棉、麻和毛，這是最早應用到盤根的纖維，這類盤根材料造價低廉、來源廣泛，但是密封性能并不理想，隨著盤根制造工藝的進步這類盤根的應用范圍已逐漸縮小。

（2）礦物纖維類盤根。主要指石棉盤根，這類盤根密封效果好，用于弱酸堿、液氨、水、油品介質的閥門，作靜密封防腐密封效果最佳。但是由于石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病，并且生產過程嚴重污染環境，許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質。

（3）合成纖維類盤根。這類盤根集合了眾多材料的盤根的優點，但單價也相對較高。

2.適用于高壓閥門的盤根

（1）石墨系列。石墨盤根以石墨為主體材料編制而成。具有良好的自潤滑性及導熱性，摩擦系數小，通用性強，柔軟性好，強度高，對軸桿有保護作用等優點，被稱為“萬能盤根”。根據應用環境的不同，編織時可以使用襯金屬絲的方式加強其機械強度以更好的勝任高壓閥門要求。適用于高溫高壓工況下閥桿的密封。

（2）碳纖維系列。該系列盤根主要以碳纖維為主要材料，碳纖維是一種力學性能優異的新材料，碳纖維無蠕變，耐疲勞，熱膨脹系數小，有很好的耐腐蝕性。更適用于高溫高壓且開關頻繁的閥門閥桿的密封。

（3）合成纖維系列。這類盤根由高品質的合成纖維編織而成，結構細密，具有極好的耐高溫高壓性能、低導熱系數、非燃燒性等優點。廣泛應用在超高溫、高壓的惡劣環境，適合于一些在燃燒環境下工作的閥門。

三、盤根的更換

1.清除舊盤根

閥門盤根需要更換時，首先要把舊盤根清除干凈，由于高壓盤根本身致密且長期受壓，在清除舊盤根時很容易損傷閥桿、密封盤，尤其是閥桿，即便是非常細微的刮傷也會造成閥門內的介質大量滲透到盤根內造成盤根失效或變硬，進而加劇閥桿的損壞。舊盤根清除不干凈還會影響新盤根安裝后的密封效果。

2.盤根安裝方式

（1）截取合適的長度并且首/尾對角45°切割，制作成型，將切割好的成型環依次壓進密封腔內，兩個盤根環切口結合處依次錯開180°直至密封腔填滿盤根，將壓蓋緊固。這種辦法能使所有的盤根非常均勻的受力，但是這種更換盤根的方式首先要測量所需盤根的長度并且逐條切割，由于測量和切割誤差，安裝時因盤根的長度不合適造成盤根失效或者盤根浪費現象。以這種方式安裝的盤根更換起來也很麻煩，要一根根的取出，尤其是最后的幾根盤根操作空間狹小，即使使用專業工具，操作起來也是費時費力。若直接采購成型環，雖然能夠保證其接口的完整有效密封，但不止是單價提高，且成型環的使用范圍比盤根因此，這種方式不是方便快捷的安裝方式。

圖1 閥桿表面磨蝕溝槽

（2）將盤根的一端切割一道銳角切口，置于閥桿密封腔底部，然后像壓縮彈簧一樣纏繞到閥桿上，再將另一端切割 出一道銳角接口，兩條接口錯開90°以最大限度的避免盤根因受力不均勻而造成閥門泄露，盤根兩端銳角的制作質量將直接影響盤根的使用效果。這種辦法安裝拆卸盤根簡單快捷，但容易造成盤根受力不均勻。

無論采用何種安裝方式都必須將閥桿清理干凈，打磨光滑后將閥桿和盤根腔壁涂抹一層油脂，最好也將盤根用潤滑油進行浸泡，這樣可以在很長一段時間內保證其潤滑性。

3.盤根維修注意事項

閥桿表面磨蝕盤根出現泄漏，首先要緊固盤根壓蓋，防止繼續泄露，對于直接影響生產或者有安全使用要求的高壓閥門，必須在短期內將閥門盤根更換，因為泄露的介質將污染盤根的潤滑劑和填充劑，影響其潤滑和密封性能，造成安全隱患。有些易結疤或顆粒狀介質會滲透至盤根內部或依附在盤根表面使盤根變硬，生產中頻繁開關會使閥桿上出現磨蝕溝槽（圖1）。這些溝槽會破壞閥門盤根的密封性能，使新更換的盤根壽命大大縮短，甚至造成整臺閥門的損壞。