1調節閥填料的使用狀況及特點

     目前，中石油烏魯木齊石化分公司化肥廠在線運行的調節閥1150臺左右，其特點為高溫、高壓、有毒有害介質較多。烏石化化肥廠調節閥常用的填料一般分為：

      ①聚四氟乙烯“V”填料：其特點為潤滑性好，有極好的抗化學腐蝕性能，物理性能和化學性能穩定，是一種很好的密封材料。缺點是耐溫差，不能用于200℃以上的高溫，也不能用于熔融狀態的堿金屬以及高溫的氟、氟化氫等介質。
      ②石棉2聚四氟乙烯填料：把浸漬有聚四氟乙烯的石棉壓制成環或編制盤根。使用時加入適當的潤滑油或礦物脂，可用于高溫、高壓。
      ③石棉2石墨：一般用于高溫、高壓和非腐蝕介質系統，但必須安裝注油器以便注油潤滑。一些增強型的石棉2石墨填料耐高溫、高壓（35MPa、600℃） 。
      ④石墨環填料：石墨填料是一種新型填料，具有密封性好、潤滑性好、化學惰性強、耐腐蝕、耐高低溫（-200～600℃）等優點，缺點是不能用于強氧化劑。

     石墨環填料從結構上分為絲狀石墨、片狀石墨和彎片狀石墨。絲狀石墨是編絲狀結構，與其他兩種結構相比彈性更好，凈化閥桿表面好。片狀石墨把若干個片板壓制成方型，由于填料環的紋理和閥桿表面垂直，流???不易滲透，軸向壓力與徑向壓力比值減少，所以需要較大的壓緊力。彎片狀石墨在加工時，先把石墨片包繞在圓形心軸上，模壓到預定的密度。片狀石墨或彎片狀石墨在壓制時的壓力要比它工作時的壓力高的多，所以它在填料中不會再收縮。

     這4種填料根本無法滿足實際應用，易老化、易破損。

     調節閥填料大部分為單一填料裝配方法，一個填料函全部裝配一種填料，很少使用不同種填料裝配方法。單一填料裝配方法的缺陷：填料易老化和破損，使用壽命短，填料沒有互補彈性，潤滑互補性差，強度互補性差，外漏的可能性大。

     調節閥填料函的設計、填料的質量、裝配方法直接影響調節閥的使用壽命。填料外漏影響裝置運行，嚴重時必須帶壓堵漏，一般帶壓堵漏過的調節閥失去調節作用。為解決這一問題，對調節閥填料函的設計、填料的選擇、填料的裝配方法進行初步研究，根據調節閥的填料特性及使用環境提出新的裝配方法，解決調節閥外漏難題。

      2 填料裝配方法的改進

     填料外漏典型的調節閥主要是蒸汽調節閥，如鍋爐減溫水01022TCV2321A/B、01022TCV2323A/B、01022TCV2421A/B、01022TCV2423A/B等8臺調節閥。鍋爐減溫水調節閥填料外漏影響鍋爐運行，在線帶壓堵漏，造成調節閥調節滯后，給系統工藝造成不穩定因素，影響生產。尿素HV2201、HV2901閥，填料一旦外漏帶壓堵不住，就必須停車處理，檢修維護量增大，同時污染環境。

     對以上填料的缺陷進行認真分析，總結出單一填料裝配方法必須改進。以尿素HV2201調節閥為例的改進方法為：HV2201調節閥填料改造前由單一的聚四氟乙烯V型填料和金屬隔套組成，如圖1所示。改進后的調節閥填料如圖2所示。

圖1 HV-201填料改造前裝配圖

圖2 HV-201填料改造后裝配圖

      改造前填料的兩段都是V型聚四氟乙烯填料，中間有一個100mm的金屬隔套，占去了填料函的50%的長度，聚四氟乙烯填料在200℃左右產生老化，強度低，收縮率高，不能滿足調節閥長周期運行要求。實際應用中，運行不到120d就有外漏現象，處理方法是緊固填料，200d后就要帶壓堵漏。改進后的填料裝配方法通過實際應用可延長到600d甚至2～6a。

     從圖2可以看出HV2201填料改造的裝配優點，在填料函的*底段加了一個30mm×20mm×3mm的SUS316L金屬墊片的作用是當閥軸與閥體導向間隙增大時進行彌補，不致于介質腐蝕填料；組合填料主要有成型石墨環或石墨環盤根、石棉2聚四氟乙烯盤根、石棉2石墨盤根；30mm×20mm×3mm的聚四氟乙烯的墊片（如果是蒸汽閥則采用金屬制品），以增強填料的強度，隔套的兩段根據需要加入若干個組合填料和聚四氟乙烯的墊片；中間加入由原來100mm的金屬隔套改為30mm×20mm×40mm的聚四氟乙烯隔套。

     鍋爐減溫水01022TCV2321A/B、01022TCV2323A/B、01022TCV2421A/B、01022TCV2423A/B調節閥和尿素HV2901蒸汽調節閥，采用的和HV2201填料改造后裝配方法基本相同，只是填料函的*底段SUSL金屬彌補墊片改為紫銅材料制成，組合填料之間的增強墊片由聚四氟乙烯改為紫銅材料制成;組合填料采用石墨（含有金屬絲）、石棉2石墨（含有金屬絲）、石墨。

     調節閥由單一填料裝配方法改為復合填料裝配方法的優點：

      ①避免填料的老化現象，延長調節閥整體運行效果和使用壽命。
      ②增強調節閥的填料相互之間的有效彈性，在實際應用過程中不斷補償，延長調節閥在線運行時間。
      ③ 從改進后的復合填料裝配方法中的“組合填料”可以看出，填料的自潤滑性有較高的提高，不像單一填料裝配的填料潤滑性差，解決了調節閥自潤滑問題，減少調節閥外漏現象。
      ④ 調節閥填料函增強墊片的加入，使整個填料組成強度有著較大的提高，就意味著填料可以在較高的壓力下使用，填料不易破損，是延長調節閥填料使用壽命重要手段。
      ⑤ 調節閥填料函彌補墊片的加入，有效解決了調節閥填料的侵蝕和腐蝕問題，極大的提高調節閥填料的強度、潤滑性、有效彈性，是防止調節閥填料外漏不可缺少的方法。
      ⑥ 減少調節閥填料函的隔套長度，增加有效填料的長度，是保證調節閥填料函的整體有效密封效果，對延長調節閥填料防止外漏有著積極的作用。

     綜上所述，調節閥由單一填料裝配方法改為復合填料裝配方法是在大型合成氨廠**嘗試。實踐證明可延長調節閥使用壽命，解決了調節閥填料外漏的難題，減少了調節閥維護、堵漏勞動強度，為“長、滿、優”生產奠定了堅實的基礎。