การบรรจุต่อม: วัสดุ การตัด การใช้ และเหตุใดจึงปิดผนึก

การบรรจุแบบต่อมเป็นวัสดุปิดผนึกแบบอัดที่ใส่เข้าไปในกล่องบรรจุเพื่อป้องกันการรั่วซึมรอบเพลาหมุนหรือลูกสูบแบบลูกสูบ มันทำจากเส้นใยถัก — โดยทั่วไปคือ PTFE, กราไฟท์, อะรามิด, อะคริลิก หรือป่าน — และใช้กับปั๊ม วาล์ว และเครื่องผสมในทุกที่ที่ต้องการการปิดผนึกแบบไดนามิกระหว่างเพลาที่กำลังเคลื่อนที่และตัวเรือน

การบรรจุต่อมทำมาจากอะไร?

การเลือกใช้วัสดุจะกำหนดความต้านทานต่ออุณหภูมิ ความเข้ากันได้ของสารเคมี และอายุการใช้งานโดยตรง ทันสมัย บรรจุต่อม มีจำหน่ายในเส้นใยและสารเคลือบหลายชนิด

บรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่ยังถูกชุบด้วยสารหล่อลื่น เช่น การกระจายตัวของ PTFE น้ำมันแร่ หรือจาระบี เพื่อลดการสึกหรอของเพลาและติดตั้งง่าย รูปแบบการถักเปีย — สี่เหลี่ยมจัตุรัส ประสานกัน หรือเสริมมุม — ยังส่งผลต่อความเท่าเทียมกันของที่นั่งบรรจุภายใต้การบีบอัด

วิธีตัดการบรรจุต่อม

การตัดที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวในการซีลก่อนกำหนด แหวนที่ตัดไม่ดีช่วยให้บายพาสการรั่วไหลได้ตั้งแต่วันแรก ทำตามขั้นตอนนี้เพื่อให้ได้การตัดที่สะอาดและแม่นยำทุกครั้ง

วิธีการพันและตัด (แม่นยำที่สุด)

• พันเชือกบรรจุรอบเพลาหรือแกนสักหลาดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันให้แน่น
• ใช้ดินสอทำเครื่องหมายส่วนที่ทับซ้อนกัน จากนั้นแกะเชือกออกแล้ววางให้เรียบ
• ตัดด้วยมีดคมๆ แทงครั้งเดียวบนเขียงที่แข็ง ห้ามใช้กรรไกรซึ่งจะขยี้เปียและทำให้หน้าตัดบิดเบี้ยว
• หน้าตัดควรเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสอย่างสมบูรณ์ (90 องศา) กับแกนเชือกสำหรับวงแหวนข้อต่อชน หรือที่มุม 45 องศาสำหรับแหวนแบบสกีฟคัท

ข้อต่อชนกับ Skive Cut

ก ข้อต่อก้น (การตัดตรง 90 องศา) เป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ และผลิตได้แม่นยำง่ายกว่า ก ตัดสกี (ไมเตอร์ 45 องศา) จะเพิ่มพื้นที่สัมผัสที่ข้อต่อและเป็นที่ต้องการสำหรับบริการแรงดันสูงที่สูงกว่า 40 บาร์ เนื่องจากจะช่วยลดความเสี่ยงของการเปิดข้อต่อภายใต้ภาระ

กฎการกำหนดขนาด

• หน้าตัดการบรรจุ = (รูกล่องบรรจุ – เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา) / 2 ตัวอย่างเช่น รู 50 มม. ที่มีเพลา 30 มม. จำเป็นต้องบรรจุด้วยหน้าตัด 10 มม.
• การบรรจุขนาดใหญ่ที่ถูกบังคับให้ใส่กล่องจะทำให้เกิดความร้อนส่วนเกินและเร่งการให้คะแนนของเพลา
• บรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กจะไม่เต็มกล่องและจะหลุดออกมาภายใต้แรงกดดัน
• โดยทั่วไปจำนวนวงแหวนที่ต้องการคือ 4 ถึง 6 สำหรับปั๊มมาตรฐาน โดยมีวงแหวนโคมติดตั้งที่วงแหวน 3 หรือ 4 ในการใช้งานแบบระบายความร้อนด้วยน้ำหรือการฉีดแบบฟลัช

การบรรจุต่อมใช้เมื่อใด?

การบรรจุต่อมเป็นวิธีการปิดผนึกที่ต้องการเมื่อมีเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งต่อไปนี้

ประเภทอุปกรณ์

• ปั๊มหอยโข่งและลูกสูบ — แอปพลิเคชันที่พบบ่อยที่สุด การบรรจุต่อมจะจัดการกับการหมุนหนีศูนย์และการสั่นสะเทือนของเพลาได้ดีกว่าซีลเชิงกลแบบแข็งในอุปกรณ์ที่สึกหรอหรือเก่ากว่า
• วาล์วประตู ลูกโลก และวาล์วปีกผีเสื้อ — ก้านวาล์วจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงหรือหมุนผ่านต่อมในแต่ละครั้งที่วาล์วทำงาน
• กgitators and mixers — ความเร็วเพลาที่ช้าและเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาขนาดใหญ่ทำให้การบรรจุประหยัดกว่าซีลเชิงกลแบบกำหนดเอง
• ท่อท้ายเรือทะเล — ผ้าลินินแบบดั้งเดิมหรือบรรจุภัณฑ์ PTFE สมัยใหม่จะผนึกเพลาใบพัดตรงจุดที่ออกจากตัวถัง
• กระบอกไฮดรอลิกและเครื่องอัด — แท่งลูกสูบในอุปกรณ์อุตสาหกรรมหนักมักใช้การมัดแบบถักในต่อมแท่ง

สภาพการทำงานที่เอื้อต่อการบรรจุ

• เส้นผ่านศูนย์กลางเพลาสูงกว่า 75 มม. ซึ่งราคาซีลเชิงกลกลายเป็นเรื่องต้องห้าม
• เพลาที่มีการเบี่ยงเบนหนีศูนย์ในแนวรัศมีสูงสุด 1.5 มม. ซึ่งอาจทำลายหน้าซีลเชิงกลได้
• ไซต์งานที่ไม่มีช่างเทคนิคซีลเชิงกลที่เชี่ยวชาญ — สามารถเปลี่ยนการบรรจุด้วยเครื่องมือพื้นฐานได้
• ของเหลวที่มีของแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (สารละลาย สต็อกกระดาษ การแปรรูปแร่) ซึ่งการควบคุมการร้องไห้จากบรรจุภัณฑ์จะชะล้างอนุภาคออกจากโซนการปิดผนึกอย่างต่อเนื่อง
• การทำงานเป็นระยะๆ หรือไม่บ่อยนัก โดยที่การรั่วไหลของบรรจุภัณฑ์ที่มีการควบคุมเล็กน้อย (โดยทั่วไปคือ 5 ถึง 60 หยดต่อนาที) เป็นสิ่งที่ยอมรับได้ และถือว่ามีต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำ

เหตุใดจึงใช้ซีลบรรจุต่อม

แม้จะมีการนำแมคคานิคอลซีลมาใช้อย่างแพร่หลายนับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 แต่การบรรจุต่อมยังคงเป็นวิธีการปิดผนึกที่โดดเด่นในหลายอุตสาหกรรม เหตุผลนั้นใช้ได้จริงและประหยัด

ลดต้นทุนเริ่มต้นและค่าบำรุงรักษา

ก set of packing rings for a 50 mm pump shaft typically costs between EUR 5 and EUR 40, depending on material. A comparable cartridge mechanical seal for the same pump costs EUR 200 to EUR 800 or more. Replacement requires no precision alignment, no lapping of seal faces, and no special tools — a maintenance technician with a packing hook, knife, and torque wrench can complete the job in under 30 minutes.

ความอดทนต่อสภาวะที่ยากลำบาก

ซีลเครื่องกลมีความไวต่อการโก่งตัวของเพลา การสั่นสะเทือน และการทำงานแบบแห้งชั่วคราว การอัดแน่นของเพลารองรับการเบี่ยงเบนหนีศูนย์ของเพลาได้สูงสุดถึง 1.5 มม. และสามารถอยู่ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ โดยไม่ต้องใช้การหล่อลื่นด้วยของเหลว ซึ่งเป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทปั๊มหรือเหตุการณ์การเกิดโพรงอากาศ ในการให้บริการสารกัดกร่อน การรั่วไหลของบรรจุภัณฑ์ที่มีการควบคุมโดยเจตนา (สนับสนุนโดยการฉีดน้ำล้าง) จะป้องกันไม่ให้กรวดเคลื่อนเข้าสู่โซนซีล ซึ่งเป็นสิ่งที่ซีลเชิงกลไม่สามารถทำได้หากไม่มีระบบของเหลวกั้นที่ซับซ้อน

บริบทด้านกฎระเบียบและความปลอดภัย

ในระบบไอน้ำและการใช้งานวาล์วอุณหภูมิสูง การบรรจุต่อมกราไฟท์มักเป็นวิธีการแก้ปัญหาการปิดผนึกเพียงอย่างเดียวที่ได้รับการจัดอันดับตามระดับอุณหภูมิที่ต้องการ มาตรฐานวาล์วของโรงไฟฟ้าหลายมาตรฐาน (EN 13555, ASME B16.20) อ้างอิงถึงการบรรจุกราไฟท์แบบยืดหยุ่นโดยเฉพาะว่าเป็นโซลูชันที่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับวาล์วคลาส 600 ถึงคลาส 2500

ปรับเปลี่ยนได้ง่ายในสนาม

ก gland packing seal can be tightened incrementally by advancing the gland follower nuts — often just one-sixth of a turn at a time — without shutting down the equipment. This live adjustment capability is invaluable in continuous-process industries such as paper mills, water treatment, and chemical plants where unplanned shutdowns carry significant cost.

การรั่วไหลที่ควบคุมได้เป็นเพียงคุณสมบัติ ไม่ใช่ข้อบกพร่อง

การบรรจุต่อมไม่ได้ออกแบบมาเพื่อให้มีการรั่วไหลเป็นศูนย์ อัตราการร้องไห้ 5 ถึง 60 หยดต่อนาทีจะหล่อลื่นปลอกเพลาและกระจายความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานของการบีบอัด การขันแน่นเกินไปเพื่อหยุดการรั่วไหลที่มองเห็นได้ทั้งหมดจะทำให้บรรจุภัณฑ์เกิดความร้อนมากเกินไป ทำให้สารหล่อลื่นเป็นคาร์บอน และให้คะแนนเพลา ซึ่งโดยทั่วไปจะทำให้เกิดความล้มเหลวร้ายแรงภายในไม่กี่ชั่วโมง ในบริการที่ไม่เป็นพิษและไม่ติดไฟ เช่น น้ำ การร้องไห้นี้เป็นที่ยอมรับโดยสิ้นเชิงภายใต้แนวทางมาตรฐานอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อม

การบรรจุต่อมกับซีลเชิงกล: เมื่อใดจึงควรเลือกแต่ละอย่าง

คำแนะนำในการติดตั้งเพื่อเพิ่มอายุการบรรจุให้สูงสุด

• กlways remove all old packing using a packing hook — never try to add new rings on top of worn packing.
• ตรวจสอบปลอกเพลาสำหรับการให้คะแนน ร่องที่ลึกกว่า 0.1 มม. จะตัดการอัดใหม่ภายในไม่กี่วัน การเปลี่ยนปลอกมีราคาถูกกว่าการบรรจุซ้ำหลายครั้ง
• ข้อต่อแหวนซวนเซ 90 องศารอบๆ เพลา เพื่อป้องกันเส้นทางรั่วไหลอย่างต่อเนื่องตามแนวข้อต่อ
• ขันตัวติดตามต่อมให้แน่นด้วยมือเฉพาะในช่วงเริ่มต้นใช้งานครั้งแรก จากนั้นปล่อยให้บรรจุภัณฑ์ทำงานเป็นเวลา 30 นาที ก่อนที่จะค่อยๆ ขันให้แน่นเพื่อให้ได้อัตราการร้องไห้ตามเป้าหมาย
• สำหรับการบรรจุกราไฟท์ในบริการไอน้ำ ให้ใช้ประแจแรงบิดและปฏิบัติตามข้อกำหนดการรับน้ำหนักโบลต์ของผู้ผลิต โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 20 ถึง 40 Nm บนแกนต่อม M12 สำหรับวาล์ว Class 150