控制阀填料泄漏原因及解决对策

控制阀填料泄漏原因及解决对策

陈玉田

（新疆新化化肥有限责任公司，乌鲁木齐830038）

摘

要：介绍控制阀填料泄漏产生原因，分析及根据产生原因的不同采取相应的对策，同时介绍了不同填

根据使用工况及环境的不同，合理的选用合适的填料，以减少调节阀泄漏的可能。料的适用场合，

关键词：控制阀；填料；泄漏；聚四氟乙烯；柔性石墨

蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力。其抗腐蚀能力甚至超过了玻璃、陶瓷，即使对强酸、强碱、强氧化剂也有很好的抗腐蚀能力，是一种理想的密封材料。但其耐温性能聚四氟乙烯在200ʎ 以上开始极微量的裂解，受差，

压、受热一蠕变，而影响密封性能，且不适用于熔融的碱液或氟化物场合。常用的聚四氟乙烯填料有：

（1）聚四氟乙烯成型织装填料：它是采用聚是一种开口材料，柔四氟乙烯散装编织压制而成，

韧性好，持久耐用，密封效果好，更换方便，是应用最广泛的一种材料。

（2）V 型聚四氟乙烯填料：一般用聚四氟乙填料结构呈V 型，在两端压烯棒料车削加工而成，

紧情况下，由于聚四氟乙烯的摩擦系数小，有润滑作用，密封性能好等优点。V 型填料环的特点是：在阀内介质的压力作用下，填料外圈的唇边在张开时，始终紧贴填料函内壁，实现静密封。同样在填料内圈的唇边在张开时，始终紧贴压力作用下，

阀杆保证动密封，这样即使阀杆上下运动，同样都能保证密封性。

（3）四氟－石墨填料：通过加入部分玻璃纤维、石墨、二硫化钼，以提高聚四氟乙烯抗蠕变和导热性能，但硬度变大，耐腐蚀能力下降，密封性能下降。2．2

柔性石墨

柔性石墨材料属于非纤维质材料，它是把天然鳞片石墨中的杂质除去。再经强氧化混合酸处理后成为氧化石墨。氧化石墨受热分解放出二氧化碳，体积急剧膨胀，变成了质地疏松、柔软而又

1引言

控制阀是自动控制系统的终端控制元件之

一，由于化工装置中，存在许多高温、高压工况，有些介质具有较强的腐蚀性和毒性，且易燃易爆，当阀门填料泄漏时，不仅造成原材料的浪费，而且对环境也会造成严重污染，甚至引起火灾、爆炸、中毒等危害生命的安全事故。因此，控制阀填料泄漏问题应引起足够的重视，在设计选型中合理选用密封填料是非常重要的。针对控制阀的填料密封，结合多年的工作经验和相关资料，通过对控制阀填料函结构形式分析，介绍聚四氟乙烯和柔性石墨填料的特性及应用场合，并对合理地选择控制阀的填料进行简单介绍。

2控制阀填料作用和分类

控制阀阀门部分由阀的内件和阀体组成，阀

的内件包括阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等，其中是用弹性方法防填料函部件用于对阀杆的密封，

止工艺介质通过往复式或转动式运动而在阀杆表面产生泄漏，它是阀体不可分割的一部分，阀门的阀杆密封几乎都是利用填料函来实现的。

控制阀填料是动密封的填充材料，一般装在其作用是阻止被控介质因阀上阀盖的填料函中，杆运动而引起的泄漏。

常用的填料按材质主要分为两大类：聚四氟乙烯和柔性石墨。2．1

聚四氟乙烯（PTFE ）

聚四氟乙烯（PTFE ）是由四氟乙烯经聚合而

成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐

有韧性的柔性石墨。是一种寿命长、密封性能好的材料。

2．2．1

特点

这些情况受高温高压介介质选用了织状型填料，

质影响，易产生泄漏。（2）填料安装方法不当：填料装入填料函后，经压盖对其施加轴向压力，由于填料的塑性，使其并与阀杆紧密接触，如填料在安装中产生径向力，上紧下松，受力不匀，使这种接触非常不均匀，有甚至没接触上，造成填料泄漏。的部分接触松，

（3）控制阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，控制阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化、失去弹性等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。

（4）控制阀频繁动作、阀杆弯曲、磨损、腐蚀、光洁度下降造成填料磨损而泄漏。（5）控制阀在使用工况发生变化，如在装置开车升温过程中，控制阀有冷态到热态过程中，热态介质变化大，阀杆受热膨胀作用影响，使填料间隙变大，填料泄漏严重。

（6）填料压盖不紧，偏斜，或控制阀卧式安装，会造成阀杆与填料接触不好，间隙过大或过小。

（1）有优异的耐热性和耐寒性。柔性石墨从

－250ħ 度的超低温到+600ħ 度高温，其物理性质几乎没有什么变化；

（2）有优异的耐化学腐蚀性。柔性石墨除在硝酸、浓硫酸等强氧化性介质中有腐蚀外，在其他酸、碱和溶剂中几乎没有腐蚀；（3）有良好的自润滑性。柔性石墨同天然石墨一样，当受外力作用，容易产生滑动，因而具有密封性能好；自润滑性，

（4）因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回弹性柔韧性好。当轴或轴套因制造、安装等存在偏心而出现径向圆跳动时，具有足够的浮动性能，即使石墨出现裂纹，也能很好密合，从而保证帖合紧密，防止泄漏。

2．2．2

石墨填料种类

（1）丝状或编织状：这种填料弹性好更能包住阀杆并净化阀杆表面。编织状石墨填料可克服其他类型石墨填料由于磨损而造成的泄漏，但编织状石墨填料由于丝状结构导致空隙，从而易渗透。

（2）片状石墨：用若干片石墨板压制而成的填料环，其纹理和阀杆表面相垂直，形成方形断面，因此流体不易渗透，但它也减少了轴向压力与径向压力的比值，需用更大的压紧力才能密封。（3）弯片状石墨：其纹理与阀杆轴向平行，用若干个石墨片加工而成。弯片状石墨在压制时的压力比它工作时的压力高得多，因此它在填料函中不会再收缩。高温时由其原理可知容易渗透。但由于加工容易，价格低廉，目前被广泛采用。

4防止填料泄漏对策

（1）为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，

在填料函底部放置耐冲蚀的间隙适当的金属保护

环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。

（2）提高阀杆和填料函表面精度、光洁度。如果各种可动部件之间的摩擦系数之和为零，则作用在填料压盖的力就能均匀地传递到整个填料上，无任何衰减。可实际摩擦力总和是存在的，不作用在填料上的径向力就随着距压盖可能为零，

距离增减而减少，摩擦力越大，压力衰减越大。被密封的压力一旦超过填料上的作用力，就开始泄漏。因此在维修时阀杆与填料函不能有划痕、点蚀和磨损，光洁度要好。

（3）选用合适的材料，必须具有抵抗温度变化的能力，有抗蠕变，抗松弛及抗氧化的能力。一般情况下，条件满足优先选用四氟，不满足时选石

3填料泄漏的主要原因

控制阀在现场实际使用中发生填料泄漏的原

在现场维护应针对阀门的实际使用因多种的样，

情况进行具体分析、判断，进而从根本上消除泄漏

产生的原因，解决安全隐患。根据发生泄漏的规律，归纳起来主要原因有以下几种：

（1）填料材质、类型选用不妥：如在150ħ －200ħ 工况选用四氟填料，填料在临界工况下长时间工作会发生微小蠕变，受高压介质作用填料密封性能下降；又如液氨、焦油、燃料等渗透性强的

2015年第2期新疆化工

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墨。也可以选用混合填料：一是石墨填料和四氟填料混合使用；二是O 型环和V 型填料混合使用。渗透性强的介质可选用石墨填料。

（4）装填料时，应一圈一圈加，并用压具逐一压紧，压牢，使填料受力均匀。开口填料应上下错开90ʎ 或120ʎ 放置，填料加入圈数应以没有外漏为适宜。加少了填料压盖会进入填料函中，易造成泄漏。

（5）对于弹簧作用作用的聚四氟乙烯填料，压盖螺丝应均与对称拧紧，不能偏斜。其他类型填料不必要拧得太紧，以不漏为止。

（6）新阀或刚检修的控制阀在投用后，应检查填料有无泄漏，如有泄漏要及时处理，以防填料泄漏越来越大。

浓硝酸等介质。

（5）填料函的尺寸精度、表面粗糙度，阀杆尺寸精度和表面粗糙度，是影响成型填料密封性的关键。

6结束语

在多年的现场实际应用中，控制阀发生填料泄漏原因多种多样，只要我们勤于观察、对泄漏产生的原因认真分析，填料泄漏的问题还是能够消除的；但是也应该看到，有些控制阀产生填料泄漏的原因比较复杂、泄漏的因素较多，还需要在今后的实践工作中不断分析、探索。

参考文献

［1］M ］．北京：机械工陆培文．调节阀实用技术［

2006．业出版社，［2］M ］．成都科明赐东．调节阀计算选型使用［

技大学出版社．作者简介：陈玉田，女，助理工程师，西安理工大学毕业，现为新疆新化化肥有限责任公司电仪分厂技术员。收稿日期：2015－02－24。

5使用中应注意的问题

（1）成型填料切断时用45ʎ 切口，安装时每圈

切口相错90ʎ 或120ʎ 。

（2）在高压下使用聚四氟乙烯成型填料，要注意冷流特性。

（3）柔性石墨环单独使用，密封效果不好，应与石墨编织填料组合使用。

（4）石墨填料不能用于强氧化剂，如浓硫酸、

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