Việc thay thế các miếng đệm tấm chịu áp con lăn amiăng vẫn là một thách thức kỹ thuật trong ngành công nghiệp bịt kín tĩnh. Giải pháp chủ đạo hiện nay là xử lý chúng một cách khác nhau dựa trên điều kiện sử dụng của chúng. Miếng đệm kim loại và bán kim loại được sử dụng trong các tình huống nhiệt độ cao và áp suất cao, miếng đệm fluororesin được sử dụng trong các tình huống ăn mòn và miếng đệm không amiăng được sử dụng cho các mục đích chung.

Bài viết này trình bày ngắn gọn những hiểu biết của chúng tôi về thực trạng sử dụng gioăng đệm không amiăng hiện nay, nhằm giúp ích cho người sử dụng.

Các miếng đệm không amiăng đều được chế tạo bằng cách dập và cắt tấm kim loại. Tấm không amiăng được tạo ra bằng cách kết hợp nhiều loại sợi không amiăng, chất kết dính cao su và các chất độn khác. Theo phân loại phương pháp sản xuất, chúng thường được chia thành tấm kim loại và tấm áp lực con lăn.

Quy trình sản xuất tấm không amiăng cũng giống như quy trình sản xuất giấy. Các sợi được đánh thành dạng bùn bằng máy đập, trộn đều với hỗn hợp cao su tổng hợp như NBR, sau đó được lấy ra bằng máy sao chép ướt (máy giấy). Tấm sau đó được nén và tạo hình bằng các con lăn gia nhiệt. Độ dày của tấm sao chép thường nhỏ hơn 1 mm và vật liệu bịt kín của nó đồng đều, không có vấn đề về định hướng sợi như tấm áp lực con lăn. Bề mặt nhẵn và mềm nên thích hợp để bịt kín các miếng đệm có hình dạng phức tạp như nắp động cơ, chảo dầu ô tô, ống nạp, v.v., có áp suất bề mặt buộc chặt nhỏ hơn.

Các vấn đề được phát hiện sau khi thay thế miếng đệm amiăng bằng miếng đệm không amiăng


Bề mặt của miếng đệm được tạo ra bằng cách sử dụng tấm sao chép mịn và mềm, và có thể đạt được độ kín ban đầu với áp suất bề mặt thấp. Ngoài ra, miếng đệm tương đối mỏng và khả năng giảm căng thẳng sau khi sử dụng lâu dài là nhỏ. Nó chủ yếu được sử dụng ở những khu vực gần như không có áp lực nên ít xảy ra sự cố hơn.


Tuy nhiên, miếng đệm tấm chịu áp con lăn không amiăng dùng cho đường ống áp lực đã gặp phải vấn đề. Trong quá trình vận hành liên tục và siết chặt thêm đường ống hơi, rất dễ bị cứng và nứt do lão hóa nhiệt, điều này không như mong đợi ban đầu. Nó chỉ thay thế loại sợi, dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong cách sử dụng.


Sau khi phân tích, người ta thấy rằng mặc dù quy trình sản xuất gần như giống nhau nhưng hàm lượng sợi amiăng trong tấm ép con lăn amiăng cao tới 65%~80%. Ngay cả khi được sử dụng ở nhiệt độ chịu nhiệt vượt xa nhiệt độ của chất kết dính cao su, quá trình lão hóa của cao su vẫn có thể dựa vào sự vướng víu của sợi amiăng để có được độ bền rất cao. Vì vậy, có nhiều trường hợp thành công khi sử dụng sợi amiăng vượt quá phạm vi nhiệt độ chịu nhiệt của cao su, thậm chí đôi khi chúng còn được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ cao tới 500oC.

Tuy nhiên, thành phần vật liệu của tấm ép con lăn không amiăng lại khác. Do khả năng tương thích kém giữa sợi thay thế và cao su nên không thể thêm một lượng lớn sợi như tấm ép con lăn amiăng, thường với lượng trộn từ 5% đến 15%. Vì vậy, khi cao su trải qua quá trình đông cứng ở nhiệt độ cao, gioăng không amiăng không thể dựa vào lượng lớn sợi bọc để duy trì độ bền như gioăng amiăng. Sự co ngót do nhiệt của cao su sẽ tạo ra ứng suất bên trong, gây ra các vết nứt nhỏ bên trong miếng đệm không có amiăng, sau đó giãn nở và gây gãy. Ngoài ra, do tính chất thủy phân của sợi aramid nên khi sử dụng trong môi trường hơi nước có nhiệt độ cao, áp suất bề mặt của gioăng giảm, hơi nước thẩm thấu sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của gioăng không amiăng, cuối cùng dẫn đến hỏng hóc.

Biện pháp đối phó hợp lý khi sử dụng miếng đệm không chứa amiăng

Các miếng đệm không amiăng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi quá trình lão hóa ở nhiệt độ cao và ngay cả khi sử dụng thông thường, chúng thường bị hỏng, điều này ban đầu khiến các nhà phát triển và người dùng ngạc nhiên. Tuy nhiên, tính linh hoạt, độ chậm thấp, chi phí thấp và cách sử dụng đơn giản của chúng cũng được thể hiện rõ. Sau nhiều năm nghiên cứu tiếp theo, Walkar nhận thấy rằng việc sửa đổi không amiăng không chỉ đơn giản là sửa đổi sợi mà còn yêu cầu thiết lập một bộ kỹ thuật đánh giá hiệu suất mới cho các miếng đệm không amiăng để hiểu đầy đủ và chính xác về chúng.


Chúng tôi cho rằng nên tiếp tục nghiên cứu, cải tiến công thức cũng như phương pháp gia công gioăng không chứa amiăng. Đồng thời, để giải quyết vấn đề đông cứng ở nhiệt độ cao, chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện các biện pháp sau:


① Việc kiểm soát nhiệt độ sử dụng của miếng đệm không amiăng có thể được giảm xuống khoảng 200oC khi sử dụng máy để quản lý chặt chẽ trong các nhà máy. Đối với đường ống áp lực đang được xây dựng tại chỗ, nên kiểm soát nhiệt độ sử dụng dưới 150oC. Trong trường hợp cần siết chặt hơn, nhiệt độ sử dụng phải được kiểm soát dưới 100oC;


② Khi nhiệt độ trên 100oC, nên sử dụng miếng đệm mỏng có độ giãn ứng suất ít hơn (dưới 1,5mm);


③ Áp dụng áp suất bề mặt buộc chặt cao hơn từ 30-40 MPa trong quá trình lắp đặt để không cần phải siết chặt thêm ở giai đoạn sau;


④ Được sử dụng ở những vị trí không dễ chịu tải trọng trên đường ống hoặc dễ thay thế;


⑤ Bôi keo vào miếng đệm;


⑥ Nên sử dụng miếng đệm hình tròn có đường kính ngoài tiếp xúc với mặt trong của bu lông để tạo áp lực siết chặt bề mặt.