CN109210270B - 一种压力精控型盘根安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力精控型盘根安装方法。该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩即预紧力，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩压紧用于安装盘根环的每个螺栓。逐个安装盘根环，并逐个用密封压盖压紧；每个盘根环的密封压盖上的每个螺栓螺母，均拧紧直至达到每个螺栓需要拧紧的计算的扭矩值即预紧力。按本发明的方法安装盘根，先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩，将盘根环进行逐个安装并按计算扭矩压紧；通过计算预紧力来压紧盘根，无论盘根形式或密度如何，都能使每个盘根环得到充分的压缩，从而使其达到更好的密封效果，来满足越来越高的逸散性排放控制阀门市场需求。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种阀门的盘根，特别涉及一种压力精控型盘根安装方法。
背景技术
随着人们对环保要求的日益严格,各行业的客户对阀门的要求也日益提高,阀门从满足基本的限制内漏、外漏和操控灵活的条件,逐渐发展到现在需满足阀门对外界环境的逸散性排放要求。阀门阀杆一般采用盘根实现旋动密封。盘根(packing)也叫密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封。阀门要满足逸散性这一要求，不仅需要高性能的盘根产品，更需要规范合理的盘根安装方式，来保证盘根能更好地起到密封作用。
现有的盘根安装方法是：一次性将整组盘根装入沟槽后按厂家提供的盘根压缩率来压紧盘根。该方法具有如下缺陷：
1、一次将整组盘根装入沟槽进行压缩，会使90％左右的压力都集中在最上部的三个盘根环上，导致底部几个环由于受到的压力较小而产生较小的压缩甚至没有压缩。致使底部盘根环起不到密封作用。
2、根据固定的压缩率来压紧盘根，如果出厂盘根本身密度偏小，则盘根无法被压紧实，导致泄漏风险增加。
由于是通过螺栓和盖板向盘根环施压，所以，一次性将盘根环全部放入的安装方法不能保证每个盘根环都受到足够的压力，而且通过控制压缩率的方法来控制作用在盘根上的压力，很容易产生误差，影响密封效果。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种将盘根环逐个安装和压紧，密封效果更好的压力精控型盘根安装方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
本发明一种压力精控型盘根安装方法如下：逐个安装盘根环，并逐个用密封压盖压紧；每个盘根环的密封压盖上的每个螺栓螺母，均拧紧直至达到每个螺栓需要拧紧的计算的扭矩值即预紧力。
该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩(即预紧力)，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩拧紧用于安装盘根环的每个螺栓；每个螺栓的预紧力计算公式如下：
扭矩(N·m)＝((OD2-ID2)×27.5/螺栓个数)×0.0002×螺栓直径
其中：OD为安装盘根的沟槽外径，ID为安装盘根的沟槽内径。
盘根环的压紧情况，直接影响密封效果。本发明通过试验与经验，得出了以上预紧力计算公式，并按此公式计算出的扭矩来拧紧盖板，能精准控制盖板压在盘根环上的压力，从而保证密封效果。
本发明一种压力精控型盘根安装方法，具体按以下步骤进行：
(1)将一个盘根环安装到安装盘根的沟槽中，用压套将盘根环压到沟槽底部；若盘根环形式为开口式，先将接口部分贴合塞入沟槽，再塞入与接口相对180°位置处的部分，然后沿着180°位置向接口处方向将其它部分压入槽内，最后用压套将整个盘根环压到沟槽底部。
(2)在上述盘根环上面装上密封压盖，在密封压盖的螺栓和螺母上涂上润滑脂，然后将所述螺栓和螺母安装到密封压盖上去，使用扭矩扳手均匀拧紧密封压盖的每个螺母，直至达到计算的扭矩值；若密封压盖长度不够时，需使用辅助压套。
(3)密封压盖的螺母拧紧后，将阀门静置几分钟，然后，手动开关阀门3～6次，使盘根环内部受压更均匀。
(4)拆下螺母和密封压盖；按前述步骤(1)、(2)、(3)逐个安装剩余盘根环，相邻盘根环接口错开90°以上。
(5)全部盘根安装完后，装上执行机构，将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值(即前面所述的每个螺栓需要拧紧的计算的扭矩值)。
(6)再重复一次“将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值”，整个盘根安装过程完成。
进一步地，步骤(3)中，密封压盖的螺母拧紧后，将阀门静置几分钟，然后，手动开关阀门5次左右，使盘根环内部受压更均匀。
进一步地，步骤(5)中，全部盘根安装完后，装上执行机构，将阀门运行20个左右机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值。
安装过程注意事项：密封压盖的螺栓和螺母，在安装使用前需涂上润滑脂。
本发明的有益效果：
本发明的压力精控型盘根安装方法，不同于传统的盘根安装方式，本发明是将每个盘根环单独安装和压紧，而不是按传统的方法将密封环一次性全部放入压紧，以此来保证每个盘根环都能发挥应有的密封效果。
本发明通过大量试验分析与总结，得出了令盘根发挥最优密封作用的预紧力计算公式，总结出一套完善具体的盘根安装规范。该新型盘根安装规范，包括安装指导手册及沟槽设计注意事项、安装过程注意事项等内容，技术要点包括盘根预紧力计算公式，以及新的安装流程等。
按照本发明的规范方法安装盘根，先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩，将盘根环进行逐个安装并按计算扭矩压紧。通过计算预紧力来压紧盘根，无论盘根形式或密度如何，都能使每个盘根环得到充分的压缩，从而使其达到更好的密封效果，来满足越来越高的逸散性排放控制阀门市场需求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本发明一种压力精控型盘根安装方法，该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩(即预紧力)，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩拧紧用于安装盘根环的每个螺栓；每个螺栓的预紧力计算公式如下：
扭矩(N·m)＝((OD2-ID2)×27.5/螺栓个数)×0.0002×螺栓直径
其中：OD为安装盘根的沟槽外径，ID为安装盘根的沟槽内径。
具体按如下步骤进行：
(1)将一个盘根环安装到安装盘根的沟槽中，用压套将盘根环压到沟槽底部；若盘根环形式为开口式，先将接口部分贴合塞入沟槽，再塞入与接口相对180°位置处的部分，然后沿着180°位置向接口处方向将其它部分压入槽内，最后用压套将整个盘根环压到沟槽底部。
(2)在上述盘根环上面装上压盖，在螺栓和螺母上需涂上润滑脂，使用扭矩扳手均匀拧紧每个螺母直至达到计算的扭矩值。若压盖长度不够时需使用辅助压套。
(3)螺母拧紧后将阀门静置几分钟，然后手动开关阀门5次左右，使盘根环内部受压更均匀。
(4)拆下螺母和压盖；依次按上述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)逐个安装剩余盘根环，相邻盘根环接口错开90°以上。
(5)全部盘根安装完后装上执行机构，将阀门运行20个左右机械循环，再将密封压盖螺母拧紧至安装前计算扭矩。
(6)再重复一次“将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值”，整个盘根安装过程完成。
实施例2
本发明一种压力精控型盘根安装方法，该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩(即预紧力)，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩拧紧用于安装盘根环的每个螺栓；每个螺栓的预紧力计算公式如下：
扭矩(N·m)＝((OD2-ID2)×27.5/螺栓个数)×0.0002×螺栓直径
其中：OD为安装盘根的沟槽外径，ID为安装盘根的沟槽内径。
具体按如下步骤进行：
(1)将一个盘根环安装到安装盘根的沟槽中，用压套将盘根环压到沟槽底部；若盘根环形式为开口式，先将接口部分贴合塞入沟槽，再塞入与接口相对180°位置处的部分，然后沿着180°位置向接口处方向将其它部分压入槽内，最后用压套将整个盘根环压到沟槽底部。
(2)在上述盘根环上面装上压盖，在螺栓和螺母上需涂上润滑脂，使用扭矩扳手均匀拧紧每个螺母直至达到计算的扭矩值。若压盖长度不够时需使用辅助压套。
(3)螺母拧紧后将阀门静置几分钟，然后手动开关阀门6次左右，使盘根环内部受压更均匀。
(4)拆下螺母和压盖；依次按上述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)逐个安装剩余盘根环，相邻盘根环接口错开90°以上。
(5)全部盘根安装完后装上执行机构，将阀门运行15个机械循环，再将密封压盖螺母拧紧至安装前计算扭矩。
(6)再重复一次“将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值”，整个盘根安装过程完成。
实施例3
本发明一种压力精控型盘根安装方法，该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩(即预紧力)，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩拧紧用于安装盘根环的每个螺栓；每个螺栓的预紧力计算公式如下：
扭矩(N·m)＝((OD2-ID2)×27.5/螺栓个数)×0.0002×螺栓直径
其中：OD为安装盘根的沟槽外径，ID为安装盘根的沟槽内径。
具体按如下步骤进行：
(1)将一个盘根环安装到安装盘根的沟槽中，用压套将盘根环压到沟槽底部；若盘根环形式为开口式，先将接口部分贴合塞入沟槽，再塞入与接口相对180°位置处的部分，然后沿着180°位置向接口处方向将其它部分压入槽内，最后用压套将整个盘根环压到沟槽底部。
(2)在上述盘根环上面装上压盖，在螺栓和螺母上需涂上润滑脂，使用扭矩扳手均匀拧紧每个螺母直至达到计算的扭矩值。若压盖长度不够时需使用辅助压套。
(3)螺母拧紧后将阀门静置几分钟，然后手动开关阀门3次左右，使盘根环内部受压更均匀。
(4)拆下螺母和压盖；依次按上述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)逐个安装剩余盘根环，相邻盘根环接口错开90°以上。
(5)全部盘根安装完后装上执行机构，将阀门运行25个机械循环，再将密封压盖螺母拧紧至安装前计算扭矩。
(6)再重复一次“将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值”，整个盘根安装过程完成。
实施例4
密封性能测试试验
采用API 622标准试验方法检测采用本发明的安装方法安装的盘根即阀门填料的密闭性能。
API 622标准规定了生产过程使用的阀门阀杆填料比较试验的要求，这里考虑的是挥发性泄漏。填料的适宜工作温度为-29～538℃(-20～1000℉)。在本标准中考虑的影响挥发性泄漏的因素包括温度、压力、热循环，机械循环和腐蚀。
下表中是本发明采用实施例1所述的安装方法安装的盘根，在美国做的API 622实验的数据，这是一个只针对盘根的密封性能的实验，盘根是被安装在一个工装中进行测试，即所有盘根生产商做这个实验的盘根规格、测试条件(环境温度下试验压力600psig，500°F温度下试验压力600psig，试验介质99％甲烷，推荐的压紧螺母扭矩55ft-lb，Tested StemTravel Per Stroke每个冲程的测试杆行程是4.00inches，Cycling Speed循环速度是N/A，Cycling Rate循环速率是每个循环20秒，完成的机械循环次数1510次，完成的热循环次数5次)都是一样的，所以，测试数据更能直接反应出不同安装方法的差异。
从上表中可看出，按本发明的安装方法安装的盘根，静态和动态的泄漏平均值和最大值都很小(低于40PPMV)，通过了API 622测试，表明其密封效果很好。
而同样的测试方法和测试条件下测得的，按传统的将密封环一次性放入压紧的安装方法安装的盘根，静态和动态的泄漏量平均值和最大值都大于100PPMV。
由此可见，按本发明的安装方法安装的盘根，其密封效果更好。
Claims (5)
1.一种压力精控型盘根安装方法，其特征在于，逐个安装盘根环，并逐个用密封压盖压紧；每个盘根环的密封压盖上的每个螺栓螺母，均拧紧直至达到每个螺栓需要拧紧的计算的扭矩值即预紧力；
该方法是通过计算每个螺栓的预紧力来压紧盘根的，即：先计算每个螺栓需要拧紧的扭矩即预紧力，之后再将盘根环进行逐个安装，并按计算的扭矩拧紧用于安装盘根环的每个螺栓；每个螺栓的预紧力计算公式如下：
扭矩(N·m)＝((OD2-ID2)×27.5/螺栓个数)×0.0002×螺栓直径
其中：OD为安装盘根的沟槽外径，ID为安装盘根的沟槽内径；
具体按以下步骤进行：
(1)将一个盘根环安装到安装盘根的沟槽中，用压套将盘根环压到沟槽底部；
(2)在上述盘根环上面装上密封压盖，在密封压盖的螺栓和螺母上涂上润滑脂，然后将所述螺栓和螺母安装到密封压盖上去，使用扭矩扳手均匀拧紧密封压盖的每个螺母，直至达到计算的扭矩值即每个螺栓需要拧紧的计算的扭矩值；
(3)密封压盖的螺母拧紧后，将阀门静置几分钟，然后，手动开关阀门3～6次，使盘根环内部受压更均匀；
(4)拆下螺母和密封压盖；按前述步骤(1)、(2)、(3)逐个安装剩余盘根环，相邻盘根环接口错开90°以上；
(5)全部盘根安装完后，装上执行机构，将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值；
(6)再重复一次“将阀门运行15～25个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值”，整个盘根安装过程完成。
2.如权利要求1所述的压力精控型盘根安装方法，其特征在于，步骤(1)中，若盘根环形式为开口式，先将接口部分贴合塞入沟槽，再塞入与接口相对180°位置处的部分，然后沿着180°位置向接口处方向将其它部分压入槽内，最后用压套将整个盘根环压到沟槽底部。
3.如权利要求1所述的压力精控型盘根安装方法，其特征在于，步骤(2)中，若密封压盖长度不够时，需使用辅助压套。
4.如权利要求1所述的压力精控型盘根安装方法，其特征在于，步骤(3)中，密封压盖的螺母拧紧后，将阀门静置几分钟，然后，手动开关阀门5次，使盘根环内部受压更均匀。
5.如权利要求1所述的压力精控型盘根安装方法，其特征在于，步骤(5)中，全部盘根安装完后，装上执行机构，将阀门运行20个机械循环，再将密封压盖的螺母拧紧至安装前的计算扭矩值。
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