Unikátní ucpávkové těsnění pro vysokoteplotní aplikace

Tento požadavek je výzvou k vývoji nových konstrukčních materiálů pro výrobu těles, vík a uzavíracích prvků průmyslových armatur i přesto, že se v této oblasti již etabloval speciální materiál X10CrMoVNb9-1 (1.4903, P91) a stále častěji používaný X10CrWMoVNb9-2 (1.4901, P92). Z ekonomických důvodů se zatím jen vzácně používá materiál na bázi niklu NiCr23Co12Mo (2.4663, Alloy 617). Značné požadavky na odolnost za vysokých tlaků a teplot jsou ovšem kladeny i na ucpávková těsnění, která slouží k utěsnění vřetene. Zpravidla se používá grafitové těsnění. Grafit má ale tu nepříjemnou vlastnost, že při teplotách nad 550 °C oxiduje. Úbytek hmotnosti následkem oxidace v konečném důsledku způsobuje netěsnost okolo vřetene. Pro vyřešení tohoto problému vyvinula firma Stahl-Armaturen PERSTA GmbH spolu s firmou Eagle Burgmann ucpávkové těsnění pro vysoké teploty, které vyhovuje teplotním nárokům do 650 °C (max. 700 °C). Testy ucpávkového těsnění byly provedeny na vysokotlakém ventilu PERSTA konstrukční řady HD 2000 – PN 500 – DN 50, mat. P91 (obr. 1), který se používá ve vodních/parních okruzích elektráren pro uzavírání a škrcení např. páry při teplotě 650 °C a tlaku 219 barů.

 Obr. 1 – Vysokotlaký ventil HD 2000

Tento typ ventilu je utěsněn vůči okolí pouze pomocí ucpávkového těsnění 9650/70 firmy Eagle Burgmann. Pro eliminaci oxidačních procesů při teplotě nad 550 °C byly použity komorové kroužky ze speciálního grafitu Rotatherm s ochranou proti oxidaci. Ucpávkové těsnění složené z grafitových těsnících kroužků a speciálních komorových kroužků s ochranou proti oxidaci má vysokou hustotu v celém průřezu a nabízí optimální těsnící výsledek při mimořádné životnosti a velmi malém opotřebení styčných ploch. Během testu byl ventil mnohokrát otevřen a zavřen při teplotě 650 °C a po ochlazení ventilu byla provedena zkouška těsnosti vřetene tlakem 750 barů. Ventil těsnil a na vřetenu nebyly patrné žádné zbytky připečeného grafitu a ani stopy otěru (obr. 2, 3 a 4).

Obr. 2 – Vysokotlaký ventil HD 2000 s ucpávkovým těsněním 9650/70 po testu provedeném při teplotě 650 °C

Obr. 3 – Ucpávková sada 9650/70 firmy Eagle Burgmann po testu při teplotě 650 °C a zkoušce těsnosti za tlaku 750 bar

Obr. 4 – Demontované vřeteno i s těsněním po úspěšně zvládnutém testu

První praktické ověření odolnosti nově vyvinutého typu těsnění za běžných provozních podmínek proběhlo úspěšně koncem roku 2007 v čínské elektrárně Lue He. Od dubna 2008 jsou vysokotlaké ventily firmy Stahl-Armaturen PERSTA pro aplikace při teplotách nad 570°C standardně vybavovány ucpávkovými sadami 9650/70 firmy Eagle Burgmann.

Unique Gland Packing For High-Temperature Applications
Further development in the area of power plant processes, especially increase of their efficiency shall mean the move towards higher operational temperatures and pressures. We therefore often face the requirement of fittings for working media temperatures in the range of 650 to 700 °C. In order to solve this problem, the company Stahl-Armaturen PERSTA GmbH along with the company Eagle Burgmann developed gland packing for high temperatures which comply with the temperature demands of up to 650 °C (maximum of 700 °C).

Уникальное сальниковое уплотнение для высокотемпературного применения
Дальнейшее развитие в области процессов на электростанциях, главным образом, повышения их КПД, означает сдвиг в направлении более высоких рабочих температур и давления. Поэтому мы часто встречаемся с требованиями к арматуре для температур рабочей среды в диапазоне 650 ÷ 700 °C. Для решения этих проблем компания «Stahl-Armaturen PERSTA GmbH» совместно с фирмой «Eagle Burgmann» разработала сальниковое уплотнение для высоких температур, которое удовлетворяет температурным требованиям до 650 °C (не более 700 °C).

Autoři

• Plücker Axel
• Pokorný Jan