Elastyczne uszczelnienie grafitowe: praktyczny przewodnik po uszczelnianiu pomp i zaworów

Kiedy zespół konserwacyjny musi ponownie pakować ten sam zawór po raz trzeci w roku, problemem zwykle nie jest jakość wykonania. To jest materiał. W rurociągu parowym o temperaturze 450°C zwykłe uszczelnienie PTFE mięknie, śruby dławnicy wymagają ciągłego dokręcania, a wyciek pojawia się ponownie w ciągu kilku tygodni. Elastyczne uszczelnienie grafitowe zostało stworzone właśnie z myślą o takich sytuacjach.

Krótka odpowiedź brzmi: elastyczny grafit — nazywany w handlu surowcami grafitem ekspandowanym — wytrzymuje w powietrzu temperatury robocze do około 650°C, wytrzymuje większość chemikaliów, sam się smaruje i regeneruje znacznie lepiej niż pokruszony PTFE lub zwykła przędza grafitowa. W przypadku trzpieni zaworów, wałów pomp, mieszadeł i podobnych uszczelek dynamicznych pracujących w wysokich temperaturach jest to standardowy pierwszy wybór.

Jako producent materiałów uszczelniających, Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd na co dzień pracuje z elastycznym grafitem, w opakowaniach plecionych i jako surowiec na uszczelki, więc poniższe informacje odzwierciedlają doświadczenie produkcyjne i terenowe, a nie broszurę sprzedażową.

Co to jest elastyczne opakowanie grafitowe?

Elastyczne uszczelnienie grafitowe to uszczelnienie dławnicy wykonane z grafitu ekspandowanego. Proces rozpoczyna się od naturalnego grafitu płatkowego, który poddaje się działaniu środków interkalujących, takich jak kwas siarkowy i azotowy, przemywa i suszy, a następnie ogrzewa rzutowo, dzięki czemu płatki znacznie się rozszerzają. Rozszerzone cząstki przypominające robaki są zwijane w elastyczną folię grafitową lub skręcane w przędzę; przędza ta, zwykle wzmocniona drutem Inconel lub włóknem szklanym, jest następnie splatana w cewki lub formowana matrycowo w pierścienie.

Chemia wyjaśnia wydajność. Grafit jest jednym z najbardziej stabilnych termicznie znanych ciał stałych, jest odporny na chemikalia w prawie całym zakresie pH, a jego warstwowa struktura krystaliczna tworzy naturalną powierzchnię o niskim współczynniku tarcia, która nie wymaga dodatkowego smaru. Ta kombinacja jest dokładnie tym, czego oczekuje dławnica.

Co zyskujesz dzięki elastycznemu opakowaniu grafitowemu

• Stabilność temperaturowa: praca ciągła od -200°C do około 650°C w powietrzu
• Odporność chemiczna: odpowiednia dla pH 0-14, z wyjątkiem silnych utleniaczy, takich jak gorący stężony kwas azotowy
• Samosmarowanie: siatka grafitowa utrzymuje niskie tarcie podczas pracy, nawet bez zewnętrznego smaru
• Przewodność cieplna: wysoka, dzięki czemu ciepło tarcia jest odprowadzane z obszaru dławika
• Regeneracja i dopasowywanie: uszczelnia zużyte trzpienie lepiej niż twarde, niesprężyste uszczelnienia
• Stopnie czystości: dla systemów ze stali nierdzewnej dostępne są wersje o niskiej zawartości chlorków

Elastyczny grafit nie ogranicza się do pakowania. Arkusze, taśmy i folia z grafitu ekspandowanego wykonane w ten sam sposób to standardowe surowce do uszczelek do konserwacji zakładów i produkcji uszczelek; dostarczamy je jako Elastyczne taśmy grafitowe, PTFE i mikowe do uszczelek spiralnych Surowce te obejmują drut nawojowy, taśmę grafitową, taśmę PTFE i taśmę mikową, produkowane zgodnie ze standardami ASME, EN, DIN i JIS, dzięki czemu nadają się do produkcji uszczelek spiralnie zwijanych w wymagających zakładach konserwacyjnych i produkcyjnych. Zobacz produkt → wraz z gotowymi produktami uszczelniającymi.

Jak zbudowane jest elastyczne opakowanie grafitowe

Wydajność pakowania zależy w równym stopniu od konstrukcji, jak i od składu chemicznego. Pleciona lina i pierścień formowany matrycowo mogą być wykonane z tego samego elastycznego grafitu, jednak zachowują się inaczej pod wpływem ściskania.

Poniższy diagram przedstawia dwie formy, którymi zwykle zajmuje się inżynier zakładu.

Wspólne konstrukcje

• Czysty, elastyczny grafit pleciony z przędzy z ekspandowanego grafitu
• Przędza grafitowa wzmocniona drutem Inconel do zastosowań wymagających dużych obciążeń lub materiałów ściernych
• Taśma z laminowanej folii grafitowej, pleciona lub owinięta
• Pierścienie formowane ciśnieniowo, wstępnie ściśnięte hydraulicznie do obsługi zaworów
• Konstrukcje hybrydowe z włóknem węglowym lub PTFE dla określonych mediów procesowych

W przypadku pokryw zaworów pierścienie formowane matrycowo są zwykle lepszym wyborem, ponieważ wstępne ściskanie usuwa spiralną szczelinę, która może stać się ścieżką wycieku w luźno nawiniętym uszczelnieniu ciągłym. W pompach, w których wał się obraca, plecione pierścienie ze wzmocnioną przędzą lepiej radzą sobie z ruchem i ścieraniem.

Elastyczny grafit kontra PTFE: który należy do dławnicy?

Wybierz elastyczny grafit, gdy decyduje temperatura, ciśnienie i trwałość uszczelnienia. Wybierz PTFE, gdy medium silnie utlenia się w umiarkowanej temperaturze lub gdy należy unikać korozji galwanicznej wału i trzpienia.

Wartości są typowymi wartościami maksymalnymi w powietrzu, podanymi w arkuszach danych producentów; Rzeczywisty limit zależy od medium, ciśnienia w dławiku i prędkości wału.

Różnica temperatur decyduje o większości zastosowań roślin. PTFE zaczyna pełzać i tracić wytrzymałość w temperaturze około 200°C, a mięknie znacznie przed temperaturą 260°C. Elastyczny grafit nie mięknie w powietrzu poniżej 650°C, zatem zestaw dławików pozostaje stabilny nawet w przypadku cykli termicznych.

Gdzie elastyczne opakowanie grafitowe zarabia na siebie

Elastyczne uszczelnienie grafitowe pojawia się wszędzie tam, gdzie para, gorące oleje, suche gazy i wysokie temperatury powodują, że elastomery i PTFE są zawodne.

• Trzpienie zaworów zasuwowych i grzybkowych w rurociągach parowych o temperaturze powyżej 200°C
• Dławnice pomp odśrodkowych w rafineriach i instalacjach zasilających kotły
• Mieszadła i mieszalniki obsługujące gorące media organiczne
• Wysokotemperaturowe usługi związane z gazem i powietrzem, w których PTFE ulega degradacji
• Morskie gruczoły wałowe, wykorzystujące gatunki z inhibitorami, gdzie występuje słona woda

Poza dławnicą ten sam grafit ekspandowany jest podstawowym wypełniaczem w branży uszczelnień: spiralnie zwijane uszczelki umieszczają go pomiędzy metalowymi uzwojeniami, a uszczelki kammprofile wykorzystują go jako miękką warstwę wierzchnią. Materiał uszczelniający trzpień zaworu pracujący w temperaturze 500°C jest równie niezawodny w przypadku kołnierzy z tego samego powodu — dopasowuje się, regeneruje i nie ulega degradacji pod wpływem temperatury.

Uszczelki spiralne z metalowymi uzwojeniami i miękkimi wypełniaczami Wykonane z naprzemiennego drutu metalowego i miękkiego wypełniacza, takiego jak grafit ekspandowany, uszczelki te zapewniają sprężystość podobną do sprężyny i mogą zawierać pierścienie wewnętrzne i zewnętrzne zapewniające stabilność, dzięki czemu są niezawodne w przypadku połączeń kołnierzowych w rafineriach i zakładach chemicznych. Zobacz produkt →

Ząbkowane metalowe uszczelki Kammprofile do wysokich ciśnień i temperatur Wyposażone w jednoczęściowy metalowy rdzeń z koncentrycznymi rowkami i okładziną z miękkiego grafitu lub PTFE, uszczelki te są odporne na odkształcenia pod wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą i mogą być zaprojektowane na zamówienie w nieokrągłych kształtach do określonych zastosowań. Zobacz produkt →

Jeśli Twoim zadaniem jest połączenie kołnierzowe, a nie dławnica, praktyczne kompromisy w zakresie uszczelek niemetalowych w zastosowaniach przemysłowych pomoże w podjęciu merytorycznej decyzji.

Nawyki instalacyjne i operacyjne wydłużające żywotność opakowania

Większość uszkodzeń elastycznego uszczelnienia grafitowego to awarie instalacyjne, a nie awarie materiałowe. Pięć nawyków utrzymuje gruczoły szczelne, a łodygi czyste:

1. Przetnij każdy pierścień ostrym nożem pod czystym kątem 45 stopni i przesuń złącza wokół trzpienia, tak aby żadne dwa złącza nie znajdowały się w jednej linii.
2. Pierścienie gniazda pojedynczo z dzieloną tuleją, dzięki czemu dławnica wypełnia się równomiernie; nie wciskaj na siłę kilku pierścieni do dławika.
3. Dokręcić równomiernie i lekko śruby dławnicy, następnie uruchomić urządzenie i dokonać ponownej regulacji po pierwszym cyklu termicznym. Nadmierne dokręcenie powoduje zmiażdżenie grafitu i zniszczenie jego regeneracji.
4. W przypadku pracy pompy z ciałami stałymi lub gorącymi mediami pierścień rozstawczy powinien znajdować się w jednej linii z portem przepłukiwania i stosować zalecany sposób przepłukiwania.
5. Dopuścić do małego, kontrolowanego wycieku dławika w sprzęcie obrotowym; kilka kropli na minutę smaruje i chłodzi uszczelnienie. Śmiertelnie szczelny dławik generuje ciepło i skraca żywotność.

Dodatkowa uwaga dotycząca trzpieni ze stali nierdzewnej pracujących w środowisku mokrych chlorków: wybierz gatunek elastycznego grafitu o niskiej zawartości chlorków i inhibitorów, aby uniknąć pęknięć i korozji galwanicznej. W przypadku suchej pary i gazu normalnym wyborem są gatunki standardowe.

Często zadawane pytania dotyczące elastycznych opakowań grafitowych

Oto pytania, które najczęściej zadają zespoły zajmujące się konserwacją i zakupami, gdy przechodzą na elastyczne uszczelnienia grafitowe.