Flexible Graphitpackung: Ein praktischer Leitfaden zum Abdichten von Pumpen und Ventilen

Wenn ein Wartungsteam zum dritten Mal im Jahr dasselbe Ventil neu verpacken muss, liegt das Problem normalerweise nicht an der Verarbeitung. Es ist das Material. In einer 450 °C heißen Dampfleitung wird die übliche PTFE-Packung weicher, die Stopfbuchsenschrauben müssen ständig nachgezogen werden und innerhalb weniger Wochen beginnt die Leckage erneut. Flexible Graphitpackungen sind genau für diese Situation konzipiert.

Die kurze Antwort lautet: Flexibler Graphit – im Rohstoffhandel als expandierter Graphit bezeichnet – hält in Luft Betriebstemperaturen von etwa 650 °C stand, übersteht die meisten Chemikalien, schmiert sich selbst und erholt sich weitaus besser als zerkleinertes PTFE oder einfaches Graphitgarn. Für Ventilschäfte, Pumpenwellen, Rührwerke und ähnliche dynamische Dichtungen im Heißbetrieb ist es standardmäßig die erste Wahl.

Als Hersteller von Dichtungsmaterialien Ningbo Rilson Dichtungsmaterial Co., Ltd arbeitet jeden Tag mit flexiblem Graphit, in geflochtenen Packungen und als Dichtungsrohmaterial, daher spiegelt das Folgende eher Produktions- und Felderfahrungen als eine Verkaufsbroschüre wider.

Was ist eine flexible Graphitpackung?

Bei der flexiblen Graphitpackung handelt es sich um eine Stopfbuchsdichtung aus expandiertem Graphit. Der Prozess beginnt mit natürlichem Flockengraphit, der mit Interkalationsmitteln wie Schwefel- und Salpetersäure behandelt, gewaschen und getrocknet und dann blitzschnell erhitzt wird, damit sich die Flocken dramatisch ausdehnen. Die wurmartig expandierten Partikel werden zu flexibler Graphitfolie gerollt oder zu Garn gedreht; Dieses Garn, normalerweise mit Inconel-Draht oder Glasfaser verstärkt, wird dann zu Spulen geflochten oder zu Ringen geformt.

Die Chemie erklärt die Leistung. Graphit ist einer der thermisch stabilsten bekannten Feststoffe, er widersteht Chemikalien über fast den gesamten pH-Bereich und seine geschichtete Kristallstruktur schafft eine natürliche, reibungsarme Oberfläche, die kein zusätzliches Schmiermittel benötigt. Diese Kombination ist genau das, was eine Stopfbuchse braucht.

Was Sie von einer flexiblen Graphitpackung erhalten

• Temperaturstabilität: Dauerbetrieb von -200 °C bis etwa 650 °C an Luft
• Chemische Beständigkeit: geeignet für pH 0–14, mit Ausnahme starker Oxidationsmittel wie heißer konzentrierter Salpetersäure
• Selbstschmierung: Das Graphitgitter hält die Laufreibung auch ohne externes Schmiermittel gering
• Wärmeleitfähigkeit: hoch, daher wird Reibungswärme vom Drüsenbereich abgeführt
• Erholung und Anpassungsfähigkeit: dichtet abgenutzte Spindeln besser ab als harte, nicht elastische Packungen
• Reinheitsgrade: Für Edelstahlsysteme stehen chloridarme Versionen zur Verfügung

Flexibler Graphit ist nicht auf Packungen beschränkt. Auf die gleiche Weise hergestellte Platten, Bänder und expandierte Graphitfolie sind Standard-Dichtungsrohstoffe für die Anlagenwartung und Dichtungsherstellung; Wir liefern sie als Flexible Graphit-, PTFE- und Glimmerbänder für Spiraldichtungen Zu diesen Rohstoffen gehören Wickeldraht, Graphitband, PTFE-Band und Glimmerband, die nach ASME-, EN-, DIN- und JIS-Standards hergestellt werden und sich daher für die Herstellung von Spiraldichtungen bei anspruchsvoller Anlagenwartung und -fertigung eignen. Produkt anzeigen → sowie fertige Dichtungsprodukte.

Wie eine flexible Graphitpackung entsteht

Die Leistung einer Verpackung hängt sowohl von der Konstruktion als auch von der Chemie ab. Ein geflochtenes Seil und ein geformter Ring können aus demselben flexiblen Graphit bestehen, verhalten sich jedoch unter Druck unterschiedlich.

Das folgende Diagramm zeigt die beiden Formulare, mit denen ein Anlageningenieur normalerweise umgeht.

Gemeinsame Konstruktionen

• Reiner flexibler Graphit, geflochten aus expandiertem Graphitgarn
• Mit Inconel-Draht verstärktes Graphitgarn für Hochlast- oder Schleifanwendungen
• Laminiertes Graphitfolienband, geflochten oder gewickelt
• Gesenkgeformte Ringe, hydraulisch vorkomprimiert für den Ventilbetrieb
• Hybridkonstruktionen mit Kohlefaser oder PTFE für spezifische Prozessmedien

Für Ventiloberteile sind gesenkgeformte Ringe in der Regel die bessere Wahl, da durch die Vorkomprimierung der Spiralspalt entfernt wird, der bei locker gewickelten Endlospackungen zu einem Leckpfad werden kann. Bei Pumpen, bei denen die Welle rotiert, handhaben geflochtene Ringe mit verstärktem Garn die Bewegung und den Abrieb eleganter.

Flexibler Graphit vs. PTFE: Welches gehört in die Stopfbuchse?

Entscheiden Sie sich für flexiblen Graphit, wenn Hitze, Druck und Lebensdauer der Packung ausschlaggebend sind. Wählen Sie PTFE, wenn das Medium bei mäßiger Temperatur stark oxidiert oder wenn galvanische Korrosion von Schaft und Schaft vermieden werden muss.

Bei den Werten handelt es sich um typische Lufthöchstwerte aus gängigen Datenblättern der Hersteller. Die tatsächliche Grenze hängt vom Medium, dem Stopfbuchsendruck und der Wellengeschwindigkeit ab.

Der Temperaturunterschied entscheidet über die meisten Anlagenanwendungen. PTFE beginnt bei etwa 200 °C zu kriechen und an Festigkeit zu verlieren und wird deutlich vor 260 °C weich. Flexibler Graphit erweicht unter 650 °C an der Luft nicht, so dass der Stopfbuchssatz auch bei Temperaturwechsel stabil bleibt.

Wo flexible Graphitpackungen ihren Unterhalt verdienen

Flexible Graphitpackungen entstehen überall dort, wo Dampf, heiße Öle, trockene Gase und hohe Temperaturen Elastomere und PTFE unzuverlässig machen.

• Schieber- und Kugelventilspindeln in Dampfleitungen über 200 °C
• Stopfbuchsen für Kreiselpumpen in Raffinerien und Kesselspeisesystemen
• Rührwerke und Mischer für den Umgang mit heißen organischen Medien
• Hochtemperatur-Gas- und Luftanwendungen, bei denen sich PTFE zersetzt
• Wellenverschraubungen für die Schifffahrt, Verwendung inhibierter Qualitäten, wenn Salzwasser vorhanden ist

Jenseits der Stopfbuchse ist derselbe expandierte Graphit der Arbeitstierfüllstoff der Dichtungsindustrie: Spiraldichtungen legen ihn zwischen Metallwicklungen ein, und Kammprofildichtungen verwenden ihn als weiche Deckschicht. Ein Material, das einen Ventilschaft bei 500 °C abdichtet, ist aus dem gleichen Grund auch zwischen Flanschen zuverlässig – es passt sich an, erholt sich und verschlechtert sich nicht mit der Temperatur.

Spiraldichtungen mit Metallwicklungen und weichen Füllstoffen Diese aus abwechselndem Metalldraht und weichem Füllstoff wie expandiertem Graphit gefertigten Dichtungen bieten eine federartige Elastizität und können für Stabilität mit Innen- und Außenringen ausgestattet sein, was sie für Flanschverbindungen in Raffinerien und Chemieanlagen zuverlässig macht. Produkt anzeigen →

Gezahnte Kammprofildichtungen aus Metall für hohe Drücke und Temperaturen Mit einem einteiligen Metallkern mit konzentrischen Rillen und einer weichen Graphit- oder PTFE-Beschichtung widerstehen diese Dichtungen Verformungen unter hohem Druck und hoher Temperatur und können für spezifische Anwendungen in nicht kreisförmigen Formen maßgeschneidert gefertigt werden. Produkt anzeigen →

Wenn es sich bei Ihrer Aufgabe eher um eine Flanschverbindung als um eine Stopfbuchse handelt, ist dies der Fall Praktische Kompromisse bei nichtmetallischen Dichtungen im industriellen Einsatz hilft bei der Materialentscheidung.

Installations- und Betriebsgewohnheiten, die die Lebensdauer der Verpackung verlängern

Bei den meisten Fehlern bei flexiblen Graphitpackungen handelt es sich um Installationsfehler und nicht um Materialfehler. Fünf Gewohnheiten halten die Drüsen dicht und die Stängel sauber:

1. Schneiden Sie jeden Ring mit einem scharfen Messer in einem sauberen 45-Grad-Gehrungswinkel ab und versetzen Sie die Verbindungen um den Stiel herum, sodass keine zwei Verbindungen übereinander liegen.
2. Setzen Sie die Ringe einzeln mit einer geteilten Buchse ein, damit sich die Stopfbuchse gleichmäßig füllt. Drücken Sie nicht mehrere Ringe mit Gewalt in die Stopfbuchse hinein.
3. Ziehen Sie die Stopfbuchsenschrauben gleichmäßig und leicht an, lassen Sie dann das Gerät laufen und stellen Sie es nach dem ersten Wärmezyklus neu ein. Zu starkes Anziehen zerkleinert den Graphit und zerstört seine Erholung.
4. Halten Sie beim Pumpenbetrieb mit Feststoffen oder heißen Medien den Laternenring auf die Spülöffnung ausgerichtet und verwenden Sie die empfohlene Spülung.
5. Lassen Sie in rotierenden Geräten eine kleine, kontrollierte Stopfbuchsenleckage zu; Ein paar Tropfen pro Minute schmieren und kühlen die Packung. Eine dichte Drüse erzeugt Hitze und verkürzt die Lebensdauer.

Eine zusätzliche Vorsichtsmaßnahme für Edelstahlschäfte im Nass-Chlorid-Einsatz: Wählen Sie eine inhibierte flexible Graphitsorte mit niedrigem Chloridgehalt, um Spalten und galvanische Korrosion zu vermeiden. Im Trockendampf- und Gasbetrieb sind Standardgüten die übliche Wahl.

Häufig gestellte Fragen zu flexiblen Graphitpackungen

Dies sind die Fragen, die Wartungs- und Einkaufsteams am häufigsten stellen, wenn sie auf flexible Graphitpackungen umsteigen.