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燃气管道附属设备的密封

2022-04-21

燃气管道配件的密封主要是指燃气管道法兰垫片和阀盖填料的密封。燃气的渗透力强,密封是一个重要问题。


1.密封原理


燃气管道两片法兰间的表面总是粗糙不平的,若在其间放一圈较软的垫片,用螺栓拧紧,使垫片受压而产生变形(局部表面为塑性变形,整体上是弹性变形),填满两密封面的凹凸不平间隙,就可以阻止介质(液体或气体)漏出,达到密封目的,这种密封称为静态密封。


同样,阀盖填料箱内表面和阀杆外表面也是粗糙不平的,若在其间放入填料,并用压盖把填料压紧,则填料受压而产生弹性变形,填满填料箱内表面和阀杆外表面的凹凸不平间隙,当转动阀杆时,阀杆外表面的凹凸形状发生变化,受压填料的弹性变形适应这种变化,仍可把凹凸不平的间隙填满,阻止燃气向外漏出,这种密封称为动态密封。


为了阻止介质向外漏出,密封面单位面积所承受的压力称为密封比压。由于燃气压力、温度、燃气成分、外力和环境等多种因素的影响,密封材料必然会老化,密封面必然会松弛而引起密封比压下降,当密封比压小于介质压力时,介质就要向外漏出。为了提高密封比压,必须提高封密材料的回弹性能。


2.燃气管道常用的法兰密封垫片


燃气管道法兰密封垫片应根据燃气特性、温度及工作压力进行选择。常用的燃气管道法兰垫片有:


(1)橡胶石棉板垫片 橡胶石棉板使用温度一般在350℃以下,耐油橡胶石棉板一般用于200℃以下,而高温耐油橡胶石棉板使用温度可达350~380℃。橡胶石棉板经浸蜡处理,也可用于低温,最低温度可达-190℃。


垫片适用压力范围与燃气管道法兰密封面型式有关,最高使用压力可达6.4MPa。对于燃气管道光滑密封面法兰,一般不超过2.5MPa。


为了增加回弹能力,安装前应将垫片放入机油中浸泡一定时间,晾干后使用。


(2)金属包石棉垫片 常用的金属外壳有镀锡薄钢板、合金钢及铝、铅等,内芯为白石棉板或橡胶石棉板,总厚度为2~3.5mm。其截面形状有平垫片和波形垫片两种。使用温度为300~450℃,压力可达4.0MPa。


金属包石棉垫片对燃气管道法兰及其安装要求较高。公称压力小于2.5MPa的平焊法兰,一般不采用镀锡薄钢板包(简称铁包)石棉垫片。因铁包垫片、回弹能力小,如燃气管道法兰安装偏差较大,密封面缺陷较多或铁包垫片位置放得不正时,密封性能均不好。因此,使用铁包石棉垫片时,必须严格保证燃气管道法兰安装质量,垫片尺寸合适,摆放位置正确,螺栓拧紧均匀,高温下还需热紧,才能保证密封。


(3)缠绕式垫片 此种垫片是用“M”形截面的金属带及非金属填料带间隔地按螺旋状缠绕而成,所以具有多道密封作用,密封接触面小,所需螺栓上紧力小。因金属带截面呈“M”形,弹性较大,当温度和压力发生波动,螺栓松弛或有机械振动时,仍能保持密封。此种垫片适用压力可达4.0MPa,适用温度取决于金属带材料。


缠绕式垫片在使用中易松散,内芯填料在高温条件下易变脆,甚至断裂而造成泄漏,安装要求较严格,燃气管道法兰不能有较大偏口,螺栓上紧力必须均匀,否则造成垫片压偏,丧失弹性,影响密封。


燃气阀门腰垫也属于燃气管道法兰垫片,但腰垫法兰的紧固螺栓多采用单头螺栓,不易上紧,因此,最好选用凹凸形密封面。由于腰垫密封面小,可选用缠绕式垫片。


3.燃气阀门密封填料


燃气阀门填料(又称盘根)一般选用石棉、高压石棉、带金属丝石棉、橡胶石棉和聚乙烯等,填料均制作成条状。燃气阀门加填料前必须将填料箱清理干净,阀杆应光滑无蚀坑。先在填料箱内表面刷少许机油铅粉调合物,再压人填料。填料应一圈一圈地用专用工具压入并压紧,最后一圈压入后,填料箱应有3~5mm余量,使压盖下端有再次压缩余地。填料填加太多或不足,填料压紧方法不正确均会造成泄漏。


总之,要保证燃气阀门填料严密可靠,必须合理选用填料和正确掌握填料的安装方法。

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