โครงสร้างของกล่องบรรจุซีลในสภาวะอุณหภูมิสูงและความดันสูง: ความท้าทายในการซีลและแนวคิดในการปรับปรุง

ในโครงสร้างของวาล์วบอลและวาล์วประตู กล่องบรรจุซีล (stuffing box) เป็นส่วนประกอบหลักของระบบซีลแกนวาล์ว แม้ว่าจะมีโครงสร้างคงที่ แต่ก็ทำหน้าที่สำคัญในการป้องกันการรั่วไหลของของเหลวโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะอุณหภูมิสูงและความดันสูง รวมถึงการเปิดและปิดบ่อยครั้ง ความแข็งแรงของโครงสร้างกล่องบรรจุซีล ความคลาดเคลื่อนในการประกอบ และประสิทธิภาพการบรรจุซีล จะร่วมกันกำหนดอายุการใช้งานและความเสถียรของระบบซีลทั้งหมด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราพบว่าในโครงการอุตสาหกรรมเคมีและพลังงานหลายโครงการ ปัญหาการซีลของกล่องบรรจุวาล์วได้กลายเป็นจุดล้มเหลวที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ตัวอย่างเช่น ข้อเสนอแนะจากผู้ใช้งานระบุว่า วาล์วบอลแรงดันปานกลางจำนวนหนึ่งเกิดการรั่วซึมที่โคนก้านวาล์วหลังจากใช้งานไปได้ครึ่งปี จากการวิเคราะห์เพิ่มเติมพบว่า แรงกดของซีลไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้การอัดแน่นไม่สมบูรณ์ และภายในกล่องบรรจุวาล์วมีปัญหาเรื่องการเบี่ยงเบนของแกนและการขรุขระที่ไม่เพียงพอ

สำหรับสภาวะการทำงานแบบนี้ เราขอแนะนำให้ปรับโครงสร้างกล่องบรรจุให้เหมาะสมกับการออกแบบการบีบอัดแบบสมมาตร และควรเจาะรูภายในแต่ละรูแยกกัน เพื่อควบคุมความหยาบของผนังด้านในให้อยู่ภายในค่า Ra 0.8 และความตรงแกนไม่เกิน 0.02 มม. นอกจากนี้ การเพิ่มโครงสร้างนำทางหรือการออกแบบไหล่จำกัด จะช่วยให้การบีบอัดของวัสดุบรรจุเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ และการทำงานของก้านวาล์วอยู่ในสภาวะคงที่

ในแง่ของการเลือกวัสดุ เรามักแนะนำให้ใช้สแตนเลส เช่น AISI 316 หรือ F6a เพื่อให้เหมาะกับสารกัดกร่อนต่างๆ ส่วนการซีลนั้น แนะนำให้ใช้แหวน PTFE คอมโพสิตกราไฟต์แบบยืดหยุ่น หรือแหวนกราไฟต์เคลือบโลหะ ซึ่งมีความยืดหยุ่นในการซีลและทนต่อการเสื่อมสภาพภายใต้อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า

ในระหว่างขั้นตอนการกลึง การประกอบของกล่องบรรจุซีลกับปลอกหุ้ม ปลอกด้านบน และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องจะต้องได้รับการประเมินโดยรวม ไม่ใช่แยกส่วน เราขอแนะนำให้ทำเครื่องหมายความสัมพันธ์ในการประกอบอย่างสม่ำเสมอในขั้นตอนการเขียนแบบ หรือเชื่อมโยงโดยแบบจำลองของเรา เพื่อให้แน่ใจว่าช่องว่างในการประกอบมีความเหมาะสม และระยะการบีบอัดของซีลมีความแม่นยำ การออกแบบโครงสร้างโดยรวมควรคำนึงถึงแรงบิดในการเปิดและปิด แรงเค้นของซีล และความเกินเผื่อจากการขยายตัวทางความร้อน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการซีลโดยรวมของวาล์วอย่างแท้จริง