Que faire en cas de fuite de la garniture d'une vanne de contrôle ?

1. Introduction

Le vanne de régulation est l'un des éléments de contrôle terminaux du système de contrôle automatique. Les installations chimiques sont soumises à de nombreuses conditions de travail à haute température et à haute pression, et certains fluides sont hautement corrosifs, toxiques, inflammables et explosifs. Lorsque la garniture de la vanne fuit, cela entraîne un gaspillage de matières premières, mais aussi une grave pollution de l'environnement. Elle peut même provoquer un incendie, une explosion, un empoisonnement et d'autres accidents mettant en danger la vie des personnes. Par conséquent, nous devons accorder suffisamment d'attention au problème de fuite de la garniture de la vanne de contrôle, et donc, lors de la sélection de la conception, un choix raisonnable de la garniture d'étanchéité est essentiel.

2. Rôle et classification de la garniture de la vanne de contrôle

La partie valve de la vanne de régulation se compose des parties internes de la valve et du corps de la valve. Les parties internes de la valve comprennent le tiroir, la tige, le presse-étoupe et le couvercle supérieur de la valve. L'une des pièces du presse-étoupe est utilisée pour sceller la tige de la valve. Il s'agit d'une méthode résiliente pour empêcher le fluide de s'écouler sur la surface de la tige par des mouvements alternatifs ou rotatifs. Il fait partie intégrante du corps de la vanne et l'étanchéité de la tige de la vanne est presque toujours assurée par le presse-étoupe.

La garniture de la vanne de contrôle est le matériau de remplissage pour l'étanchéité dynamique. Elle est généralement installée dans le presse-étoupe du couvercle supérieur de la vanne et a pour fonction d'arrêter la fuite du fluide contrôlé causée par le mouvement de la tige de la vanne.

Les garnitures couramment utilisées sont divisées en deux catégories principales en fonction du matériau : le PTFE et le graphite flexible.

2.1 PTFE

Le PTFE est un composé polymère fabriqué à partir de tétrafluoroéthylène par polymérisation. Il présente une excellente stabilité chimique, une résistance à la corrosion, une étanchéité, une lubrification élevée, une anti-adhérence, une isolation électrique et une bonne capacité anti-vieillissement. Sa résistance à la corrosion dépasse même celle du verre et de la céramique. Même en présence d'acides forts, d'alcalis forts et d'oxydants forts, il présente une bonne résistance à la corrosion et constitue un matériau d'étanchéité idéal. En revanche, sa résistance à la température est médiocre. Le PTFE commence à se fissurer en quantités minimes au-dessus de 200°. Sous l'effet de la pression et de la chaleur, il subit un fluage qui affecte les performances d'étanchéité. Il ne convient pas non plus aux applications de fluides alcalins ou fluorés.

Les charges en téflon couramment utilisées sont les suivantes.

(1) Le moulage PTFE est une charge tissée. Il est constitué de téflon tissé en vrac et pressé. Il s'agit d'un matériau en vrac. Il est flexible, durable et a un bon effet d'étanchéité. Il est facile à remplacer et c'est l'un des matériaux les plus utilisés.

(2) Garniture PTFE en forme de V. Elle est généralement constituée d'une barre de PTFE tournée et traitée, et la structure de la garniture est en forme de V. En cas de compression aux deux extrémités, le faible coefficient de frottement du PTFE lui confère les avantages de la lubrification et de bonnes performances d'étanchéité. En outre, sous la pression du fluide dans la vanne, la lèvre de l'anneau extérieur de la garniture est toujours serrée contre la paroi intérieure du presse-étoupe lorsque celui-ci est ouvert, ce qui permet d'obtenir une étanchéité statique. De même, sous pression, la lèvre de l'anneau intérieur de la garniture sera toujours proche de la tige lorsqu'elle est ouverte, ce qui assure une étanchéité dynamique. De cette manière, même si la tige de la vanne se déplace de haut en bas, l'étanchéité est également garantie.

(3) Teflon – graphite packing. Adding some glass fibers, graphite, and molybdenum disulfide improve the creep resistance and thermal conductivity of PTFE. However, the hardness becomes bigger, the corrosion resistance decreases, and the sealing performance decreases.。

2.2 Graphite flexible

Le graphite flexible est un matériau non fibreux. Il est fabriqué en éliminant les impuretés du graphite naturel en paillettes, puis traité avec un mélange d'acides fortement oxydants pour devenir de l'oxyde de graphite. La décomposition thermique de l'oxyde de graphite libère du dioxyde de carbone et le volume augmente considérablement, ce qui le transforme en graphite flexible avec une texture souple, molle et résistante.

2.2.1 Fonctionnalité

(1) Il présente une excellente résistance à la chaleur et au froid. Les propriétés physiques du graphite flexible varient peu entre des températures très basses de -250°C et des températures élevées de +600°C.

(2) Il présente une excellente résistance chimique. Le graphite flexible, en plus de l'acide nitrique, de l'acide sulfurique concentré et d'autres milieux oxydants puissants, est corrosif. Dans d'autres acides, alcalis et solvants, il n'y a pratiquement pas de corrosion.

(3) Il possède de bonnes propriétés autolubrifiantes. Le graphite flexible, comme le graphite naturel, soumis à des forces externes, est facile à faire glisser. Il est donc autolubrifiant et présente de bonnes performances en matière d'étanchéité.

(4) En raison de sa porosité, il est lâche et frisé. Sa résilience et sa flexibilité sont bonnes. Il présente de bonnes performances de flottaison lorsque l'arbre ou le manchon présente un battement circulaire radial dû à la fabrication, à l'installation et à d'autres excentricités. Même si le graphite se fissure, il peut également être bien ajusté, garantissant ainsi un ajustement serré et empêchant les fuites.

2.2.2 Types de charges en graphite

(1) Filamentaire ou tissé : ce type de garniture est plus souple et peut s'enrouler autour de la tige et purifier la surface de la tige. La garniture en graphite tissé peut surmonter les fuites causées par l'usure des autres types de garnitures en graphite. Cependant, la garniture en graphite tissé est sujette à la perméation en raison des vides causés par la structure filamentaire.

(2) Le graphite lamellaire est un anneau de garnissage constitué de plusieurs feuilles de graphite pressées ensemble. Sa texture est perpendiculaire à la surface de la tige, formant une section carrée, de sorte que le fluide n'est pas facile à pénétrer. Cependant, il réduit également la pression axiale en pression radiale et nécessite une plus grande force de compression pour assurer l'étanchéité.

(3) Graphite en flocons courbés : sa texture est parallèle à la tige dans le sens axial et est constituée de plusieurs flocons de graphite. La pression du graphite lamellaire courbe est beaucoup plus élevée lorsqu'il est pressé que lorsqu'il est travaillé, de sorte qu'il ne se rétracte pas dans le presse-étoupe. À haute température, il est connu pour son principe de pénétration facile. Cependant, il est aujourd'hui largement utilisé en raison de sa facilité de traitement et de son faible prix.

3. Principales causes des fuites de remplissage

Il existe plusieurs raisons pour lesquelles les emballages ne sont pas étanches lors de l'utilisation réelle de l'emballage. vanne de régulationsur le terrain. Cependant, dans le domaine de la maintenance, nous devrions nous baser sur l'utilisation réelle de la vanne pour procéder à une analyse et à un jugement spécifiques, puis éliminer fondamentalement les causes de fuite et résoudre les risques de sécurité. Par conséquent, selon la loi sur les fuites, nous résumons les principales raisons comme suit.

(1) Il peut s'agir d'un mauvais choix de matériau et de type de garniture. Si nous choisissons une garniture en tétrafluorure dans des conditions de travail de 150 ℃ -200 ℃, la garniture dans des conditions de travail critiques pendant une longue période sera un petit fluage. Elle sera soumise à des milieux à haute pression, ce qui entraînera une baisse des performances d'étanchéité de la garniture. Un autre exemple est que nous choisissons un type de garniture tissée lorsque nous rencontrons de l'ammoniac liquide, du goudron, du carburant et d'autres milieux poreux. Ces cas seront affectés par des températures élevées et des fluides à haute pression et produiront facilement des fuites.

(2) Il se peut que la méthode d'installation de la garniture ne soit pas appropriée. Une fois la garniture installée dans le presse-étoupe, il est nécessaire d'appliquer une pression axiale sur la garniture par l'intermédiaire du presse-étoupe. En raison de la plasticité de la garniture, celle-ci génère une force radiale et est en contact étroit avec la tige de la vanne. Si la garniture est serrée lors de l'installation, la force n'est pas uniforme, ce qui rendra ce contact très irrégulier. La perte ou l'absence de contact de certaines parties de la connexion entraînera également une fuite de la garniture.

(3) In using the control valve, there is a relative movement between the stem and the packing. This movement is called axial movement. In the process of use, with the fluid medium’s high temperature, high pressure, and permeability, control valve packing letter is also the occurrence of leakage phenomenon more parts. The leading cause of packing leakage is interface leakage. For textile packing, there is also leakage (pressure media leaking outwards along with the tiny gaps between the packing fibers). The interface leakage between the stem and the packing is caused by the gradual decay of the packing contact pressure, the aging of the filler itself, loss of elasticity, and other reasons. At this point, the pressure medium will leak outwards along the contact gap between the filler and the stem.

(4) L'action fréquente de la vanne de régulation, la flexion de la tige, l'usure, la corrosion et la dégradation de la finition provoquent l'usure et la fuite de la garniture.

(5) Cela peut être dû au fait que la vanne de contrôle change dans les conditions de travail. Par exemple, lors du processus de réchauffement de l'appareil, la vanne de contrôle passe de l'état froid à l'état chaud, et l'état chaud modifie le fluide. En conséquence, la dilatation thermique affecte la tige de la vanne, de sorte que l'espace entre les garnitures devient plus important, ce qui entraîne de graves fuites au niveau des garnitures.

(6) Cela peut être dû au fait que le presse-étoupe n'est pas serré ou qu'il est de travers, ou que la vanne de régulation est installée horizontalement. Par conséquent, le contact entre la tige et la garniture est médiocre et l'écart peut être trop grand ou trop petit.

4. Contre-mesures pour prévenir les fuites de remplissage

1) Pour faciliter le chargement de la garniture, il faut chanfreiner le haut de la boîte à garniture et placer au fond de la boîte à garniture un anneau de protection métallique avec un jeu approprié qui résiste à l'érosion (la surface de contact avec la garniture ne peut pas être biseautée). En outre, il peut empêcher que la garniture ne soit poussée vers l'extérieur par une pression moyenne.

(2) Nous devons améliorer la précision et la finition de la surface de la tige et du presse-étoupe. Supposons que la somme des coefficients de frottement entre les différentes parties mobiles soit nulle. Dans ce cas, on peut transférer uniformément la force agissant sur le presse-étoupe à l'ensemble de la garniture sans aucune atténuation. Mais la somme réelle des forces de frottement existe et ne peut être nulle. La force radiale agissant sur la garniture diminue au fur et à mesure que la distance par rapport au presse-étoupe augmente et diminue. Plus le frottement est important, plus la chute de pression est importante. Lorsque la pression d'étanchéité dépasse la force exercée sur la garniture, celle-ci commence à fuir. C'est pourquoi la tige et le presse-étoupe ne doivent pas être rayés, piqués ou usés pendant l'entretien. En outre, ils doivent avoir une bonne finition.

(3) Nous devons choisir le matériau approprié. Le matériau doit avoir la capacité de résister aux changements de température et avoir une résistance au fluage, au relâchement et à l'oxydation. En général, on privilégie le téflon lorsque les conditions sont réunies et le graphite lorsqu'elles ne le sont pas. Nous pouvons également opter pour des emballages mixtes. L'une est un mélange de graphite et de Téflon. L'autre est un mélange de joint torique et de remplissage en V. Enfin, nous pouvons choisir des garnitures en graphite pour les milieux à forte perméabilité.

(4) Lors du remplissage, il convient d'ajouter un cercle après l'autre et d'utiliser la presse un par un, en appuyant fermement, de manière à ce que la force d'emballage soit uniforme. L'emballage ouvert doit être décalé de 90° ou 120° vers le haut et vers le bas. Le nombre de cercles de garniture ajoutés doit être adapté à l'absence de fuite externe. Si vous ajoutez un plus grand nombre de petits presse-étoupe, ceux-ci entreront dans le presse-étoupe, ce qui entraînera facilement des fuites.

(5) Pour les garnitures en PTFE à ressort, les vis du presse-étoupe doivent être serrées symétriquement et non de travers. Les autres types de garnitures n'ont pas besoin d'être serrées au point de rendre les fuites impossibles.

(6) Après la révision de la nouvelle vanne ou de la vanne de contrôle, il convient de vérifier l'étanchéité de la garniture. S'il y a une fuite, il faut la traiter à temps pour éviter que la fuite de la garniture ne devienne de plus en plus importante.

5. Les précautions à prendre

(1) La garniture formée doit être coupée à 45°, et chaque anneau coupé doit être décalé de 90° ou 120° pendant l'installation.

(2) Lors de l'utilisation de la garniture de formage en PTFE sous haute pression, il convient de prêter attention aux caractéristiques de l'écoulement à froid.

(3) L'effet d'étanchéité de l'anneau flexible en graphite seul n'est pas bon. Il convient donc de l'utiliser en combinaison avec une tresse en graphite.

(4) La garniture en graphite ne peut pas être utilisée pour les oxydants puissants, tels que l'acide sulfurique concentré, l'acide nitrique et d'autres fluides.

(5) The dimensional accuracy and surface roughness of the packing letter and the valve stem’s dimensional accuracy and surface roughness are the keys to the sealing of the forming packing.

6. Conclusion

Dans le domaine de l'application pratique depuis de nombreuses années, la vanne de régulation Les fuites d'emballage se produisent pour diverses raisons. Cependant, tant que nous observons avec diligence et analysons soigneusement les causes de la fuite, vous pouvez toujours éliminer le problème de la fuite de la garniture. En même temps, nous devons également savoir que certaines vannes de contrôle produisent des fuites de garniture pour des raisons plus complexes et des fuites de plus de facteurs, mais nous devons également continuer à analyser et à explorer à l'avenir.