可靠密封提升企业安全环保水平

作者:郭宁 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:126 发布时间:2016-07-26
访戈尔工业产品事业部密封技术产品销售经理张京怡——在化工行业,大部分安全和环保事故往往都是由于危险介质的泄漏和渗漏引起的,因密封材料选择不当而导致的泄漏对企业来说将面临设备损坏、计划外维修、工厂停工等一系列损失,甚至危及人身安全。膨体聚四氟乙烯材料的出现,为化工设备的密封带来了福音。作为膨体聚四氟乙烯材料的发明者,戈尔密封技术在阿赫玛亚洲展期间展示了其最新的密封产品和解决方案。
可靠密封提升企业安全环保水平

1969年,戈尔发明了一种与众不同的聚四氟乙烯制造方法,使聚四氟乙烯材料的机械强度显著提升。戈尔使用其发明的膨体工艺作用于聚四氟乙烯材料的微观结构,最终制造出膨体聚四氟乙烯(ePTFE)。在阿赫玛亚洲展现场,戈尔工业产品事业部密封技术产品销售经理张京怡接受了本刊记者的采访,就化工设备如何选择密封产品以及密封技术的发展趋势等话题进行了交流。

?相比普通的聚四氟乙烯,膨体聚四氟乙烯最大的特点是什么?

张京怡:传统的聚四氟乙烯俗称纯四氟,它化学性能优越,对几乎所有介质(pH 0~14)都具有化学惰性,耐热范围宽达-269~315℃,它不会老化、具有耐候性且抗紫外线,应用范围广。但其缺点在于机械强度低。垫片抵抗蠕变松弛能力弱,在使用中容易发生变形,从而存在泄露的风险。目前市面上有很多对四氟进行改进的技术,比如加填料,或包覆其他材料,以及发泡等,但是这些改进技术并没有对四氟本身的性能进行改进。

而戈尔膨体聚四氟乙烯不但继承了传统四氟优越的化学性,同时其在机械性能方面也有极大改善。戈尔膨体聚四氟乙烯密封产品将聚四氟乙烯膨化成为一种具有强韧而多孔性的新材料,它高度纤维化,这种新材料不但保持了聚四氟乙烯本身独特卓越的性能,而且其相当坚韧,减少了蠕变和冷流。

多微孔的膨体聚四氟乙烯具备多种特性,适用于制造多种垫片产品。即使在升温及温度变化的条件下,这种材料在压缩后的“蠕变性”也极少,被视为现今以100%聚四氟乙烯原材料能制造出的最先进的材料。不光在密封领域,戈尔膨体聚四氟乙烯材料在医疗、纺织品和电子等其他领域也有很多应用。

?从技术上来讲,戈尔是如何提高膨体聚四氟乙烯的机械强度的?

张京怡:戈尔拥有特有的技术设备,比如在某种温度和压力之下,以某种形式和速度拉伸该材料,它就会变成膜状结构。而在显微镜下看,它是网状结构并伴有很小的结结,结结之间非常均匀地分布着一些像丝一样的纤维结构,这非常关键。

不同程度的拉伸可以改变其机械强度,并且我们可以控制它的拉伸率及空隙结构。这些拉伸装备都是戈尔自己研发的专有技术。

?戈尔密封垫片产品的应用领域是什么,是否可以运用在所有需要密封的化工设备上?

张京怡:密封分为不同的类型,戈尔主要专注在静密封领域。而静密封也有不同的形式,比如金属垫片或非金属垫片密封。

从垫片产品领域来讲,一般的密封要看具体的应用,是应用在设备还是管道,同时还要参考材质、温度、压力以及应用的工艺条件等。而戈尔的优势就在于可以简化需求,一个工厂里如果有金属、塑料或者搪玻璃设备的话,针对不同设备,根据戈尔垫片的应用类型,我们都可以提供不同的解决方案。

戈尔密封垫片在化工领域有哪些应用优势?

张京怡:化工生产常常面临着高温、高压、强腐蚀和高危险性工况,这些都对密封材料的性能提出了挑战。相对于其他材料,戈尔的优势在于可以根据不同的设备类型,用单一材料来解决密封问题。具体表现为如下三个方面:

• 戈尔的密封垫片具有优异的抗拉强度和抗蠕变性能,安全窗口宽广,可以保持螺栓的压紧力和耐吹出安全性,从而保障设备的长期安全可靠运行。

•戈尔带状垫片可即时匹配各种复杂的密封接口,解决传统大尺寸垫片所面临的各种挑战。安装简单迅速,现场成型,无需场外定制大尺寸垫片。简化工艺设计,免除麻烦,这些不仅提高了生产效率,还带来成本的节约。

•戈尔优秀的技术服务设施和团队能有效地帮助客户找到适合的密封解决方案,包括实验室检测支持、应用技术支持、安装培训支持和第三方检测认证。

本次展会,戈尔推出了针对搪玻璃设备密封的Series1000系列产品,在为搪玻璃设备选择密封垫片时,通常会面临哪些问题?

张京怡:搪玻璃是耐腐蚀性设备的典型,好处是耐腐蚀性强,易于清理,但使搪玻璃设备实现可靠密封并非易事。搪玻璃材质脆性高于金属,如处理不当便会出现裂纹或发生碎裂;另外,搪玻璃表面通常没有绝对平面,两个不平的东西对接在一起是非常不容易密封的;此外,在同样一个平面上还存在椭圆度差别,这种密封使得工厂安全性将面临大挑战。

目前戈尔在针对搪玻璃的密封上提出了专门的解决方案。小管口可使用通用型管道垫片(GORE® Universal Pipe Gasket)。对于大尺寸的搪玻璃接口密封,可以选择戈尔搪玻璃专用带状密封产品,而且法兰表面不平整度差异大的,还可以用带状产品做一层又一层的补偿面。

目前,戈尔又新推出了Series1000系列产品,比原来的产品性能提高了十倍,已经可以完全满足气体密封的需求。此外,Series1000带状密封垫片中包含有“Barrier Core”专利,该“Barrier Core”独特的内核结构,能够有效防止泄漏。紧固螺栓时,“Barrier Core”会迅速形成一块高密度区域。因此,即使施加的压紧力相对较低(如搪玻璃密封面的情形),仍能保持特别紧密的密封,可以有效控制腐蚀性介质,保护设备并减少排放。

目前,化工企业都在严控挥发性有机化合物(VOCs)排放,戈尔密封技术可以为企业的减排带来哪些帮助?

张京怡:提到VOCs,主要讲两个方面:一个是环境保护;另一个是保障化工安全。

据美国国家环保局估计,在石油化工行业,设备泄漏,如阀门、泵和接头,已经成为VOCs的最大挥发源头,而导致这些VOCs释放的主要原因是密封失效或垫片失效。阀门泄漏主要发生在法兰密封垫片、O型圈和盘根处,接头泄漏主要是垫片失效。大部分聚四氟乙烯垫片只能提供液体密封,而用膨体聚四氟乙烯制造的戈尔垫片,则可以实现气体密封。戈尔垫片在提高了工艺效率的同时也保护了环境。

在保障化工安全方面,戈尔垫片能够有效防止因泄露引发的化工安全事故。目前,在众多安全事故中因泄漏造成的中毒、火灾和爆炸等重大安全事故占重要比例。戈尔垫片出色的抗蠕变、抗冷流、耐高温和抗腐蚀性介质性能使密封紧密,防止因泄露引发的化工安全事故。

?目前国内化工企业在密封技术的应用方面面临哪些挑战?

张京怡:目前国内的密封技术处于一个快速发展的过程,基本上每年都会面临新的挑战。今年就有一个典型案例,一家江苏企业的进口设备在检修时发现故障,需要修复。但半个月过去了设备仍未修好,期间负责人尝试了各种办法,比如使用其他改进的四氟垫片,以及打胶等方法,最终都失败了。由于进口设备的加工周期需要3个月,再加上海运需要5个月,所以负责人非常着急。

在这个过程中,客户找到戈尔公司,对膨体聚四氟乙烯材料做了进一步了解。戈尔用了3天的时间,就解决了这个问题。该设备在戈尔垫片的技术保证之下又运行了约4个月,最终等到了新设备。据企业统计,该设备停运一个小时将损失约70万元人民币,如果停止运行4个月,损失的金额将是一个庞大的数字。这个应用案例,体现出了客户对垫片更深层次的理解,我们要用新的眼光看待密封技术解决方案,看待密封技术在保障装置长期运行中的作用。

最后,请您谈谈未来化工行业密封技术的发展趋势?

张京怡:无论在规模还是技术上,国内化工行业的发展速度都非常快,紧跟国外的发展趋势,甚至在某些方面的要求比国外更高,比如排放标准。这就要求密封技术朝着更加严格、更加可靠和安全的方向发展。

首先,密封技术需要保障化工装置的长期稳定运行,方便维护管理,易于安装。其次,密封垫片要更耐高温高压,扩大材料的应用范围;此外,随着国内对环保方面要求的日益严格,密封产品需要帮助企业减少挥发性有机化合物的排放。

密封垫片是众多工厂部件中的一个小型消耗性部件,但是就工厂安全运行及环境保护而言,是一个重要的消耗性部件。从垫片入手,企业只需要较小的成本,就能达到巨大的减排效果。

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