逸散泄漏，或者說(shuō)是在非主觀(guān)故意（需要）的情況下，氣體或蒸汽從承壓設備中逃逸的現象——它是全球溫室氣體泄漏的主要途徑，對健康有潛在威脅，而且往往會(huì )造成嚴重的經(jīng)濟損失¹。美國環(huán)境保護署（EPA）估計，全球大約有60%的逸散泄漏是源自閥門(mén)，特別是控制閥²。

閥門(mén)的逸散泄漏標準

為了防止逸散泄漏的發(fā)生，API 641和ISO 15848-1等行業(yè)標準為閥門(mén)測試規程制定了嚴格的要求。它們針對各種不同的特定試驗條件，例如不同的機械循環(huán)次數和熱循環(huán)模式，專(zhuān)門(mén)設定了泄漏率的允許范圍。至于閥門(mén)應該遵循哪種標準，通常是由閥門(mén)類(lèi)型、用途和市場(chǎng)的要求決定的，見(jiàn)圖2。

· API 641：規定了直角回轉閥門(mén)的逸散泄漏試驗規程。包括操作閥門(mén)進(jìn)行610次機械循環(huán)，并且進(jìn)行3次熱循環(huán)，最高溫度為260℃。試驗介質(zhì)為甲烷，最高允許泄漏率為100PPMv（百萬(wàn)分之體積濃度）。

· ISO 15848-1：對于隔離閥和控制閥都適用。針對控制閥規定了一系列試驗規程，包括最多4次熱循環(huán)和100,000次機械循環(huán)。試驗可以采用甲烷或氦氣作為介質(zhì)。

此外，美國環(huán)境保護署長(cháng)期要求那些受到“同意令”約束的煉油廠(chǎng)，采用制造商保證或承諾（擔保）五年零泄漏的填料產(chǎn)品，而且必須經(jīng)過(guò)普遍認可的方法和標準進(jìn)行測試。

經(jīng)認證的低泄漏填料（CLLT）

經(jīng)認證的低泄漏填料（CLLT），通常由柔性石墨和某種形式的金屬增強材料混合制成，并包裹或浸滲聚四氟乙烯（PTFE）。要想得到低泄漏填料（CLLT）認證，產(chǎn)品必須通過(guò)API 622逸散泄漏試驗，還要滿(mǎn)足相關(guān)各項要求。此類(lèi)填料產(chǎn)品通常應用于那些通過(guò)了API 624，API 641和ISO 15848-1試驗的閥門(mén)。這些試驗證書(shū)可以證明，產(chǎn)品具有低泄漏性能和長(cháng)期的使用壽命。

對于較低操作頻度的隔離閥而言，傳統的低泄漏填料可以提供足夠的密封，但很多用戶(hù)不愿意將它們用于控制閥。這是因為控制閥往往需要頻繁執行操作，因此閥桿更容易被填料中的金屬增強材料劃傷。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們開(kāi)發(fā)了一種不含金屬增強材料的防逸散泄漏填料。

創(chuàng )新技術(shù)

在上述市場(chǎng)需求的驅動(dòng)下，Teadit 2848填料問(wèn)世了。它是專(zhuān)門(mén)針對逸散泄漏而設計，甚至名稱(chēng)的靈感就是來(lái)自ISO15848逸散泄漏標準。采用抗氧化柔性石墨纖維編織物作為基礎材料，并采用創(chuàng )新的高強度聚四氟乙烯纖維編織護套，進(jìn)行結構增強。和英科奈爾®合金絲等傳統材料相比，這樣的結構設計具有更高的斷裂載荷，同時(shí)又避免了劃傷或損壞閥桿的風(fēng)險。

用高強度聚四氟乙烯護套增強的石墨纖維代替傳統的英科奈爾護套，使得這款新穎的壓縮填料具有優(yōu)異的低泄漏性能，適用于安裝應力較高的閥門(mén)。它也非常適合那些需要低摩擦、可追溯、低泄漏的解決方案。

填料特性：

· 低摩擦：和傳統的金屬增強填料相比，聚四氟乙烯增強材料能顯著(zhù)降低摩擦力。

· 斷裂載荷高：精心設計的結構使它的斷裂載荷，是英科奈爾合金絲的兩倍有余。

· 可追溯：采用了“Teadit TAGS”標簽技術(shù)，填料即使已經(jīng)投入使用，仍能識別產(chǎn)品身份，提高了可追溯性。

· Teadit 2848填料具有自潤滑特性，不會(huì )硬化，尺寸穩定，是一種理想的高性能壓縮填料。它適用于高溫高壓，以及各種化工工況。作為一款品質(zhì)優(yōu)異的產(chǎn)品，它同時(shí)能符合各種工藝要求，因此可以降低庫存總量。

填料摩擦力測試

此款填料的優(yōu)異性能，得到了無(wú)數次試驗的證明。摩擦力試驗顯示，2848填料在室溫下，摩擦力比不含聚四氟乙烯的填料低40%。當溫度升高后，這一差距還會(huì )加大。

此款填料產(chǎn)品已經(jīng)配合控制閥經(jīng)歷了苛刻的試驗，包括100,000次機械循環(huán)，和最高達260℃的熱循環(huán)。試驗證明產(chǎn)品的泄漏率遠低于行業(yè)標準的上限。

在石油化工廠(chǎng)進(jìn)行的現場(chǎng)試驗，也驗證了實(shí)驗室里得到的結果。即便在使用了二十多個(gè)月后，配置了Teadit 2848填料的閥門(mén)仍然保持了極低的逸散泄漏率。在某個(gè)案例中，原本泄漏率不合格的閥門(mén)在裝配了2848填料后，泄漏率降到了0.2PPMv。

經(jīng)過(guò)了謹慎細致的設計和內部試驗之后，工程師們決定選用高強度聚四氟乙烯護套作為增強材料。這種設計已經(jīng)在低泄漏閥門(mén)試驗中證明了無(wú)出其右的性能。

結論

隨著(zhù)環(huán)境保護法規越來(lái)越嚴苛，業(yè)界對逸散泄漏防控的要求也就越來(lái)越高。這意味著(zhù)先進(jìn)的填料技術(shù)開(kāi)始凸顯的重要性。Teadit 2848憑借先進(jìn)的設計滿(mǎn)足了這些要求。它結合了聚四氟乙烯的低摩擦系數，以及柔性石墨的耐高溫特性，同時(shí)也避免了金屬增強材料的應用。這樣的填料解決方案，已經(jīng)滿(mǎn)足甚至超越了全球的各種逸散泄漏標準。

Teadit 2848的優(yōu)勢在于結合了低泄漏、高機械強度和長(cháng)期可靠性等優(yōu)勢，尤其適合對性能要求高的控制閥應用場(chǎng)景。如果工廠(chǎng)設施希望降低溫室氣體排放、延長(cháng)閥門(mén)壽命，并且借助多用途的填料產(chǎn)品精簡(jiǎn)庫存配件，那么Teadit 2848“下一代”填料技術(shù)無(wú)疑是明智之選。

參考資料

1. https://www.lythouse.com/blog/fugitive-emissions-definition- measurement-and-reduction-techniques

2. 閥桿逸散泄漏的監控和防范 - 金屬氧化物的導電率和氣體吸收測量 - 不列顛哥倫比亞大學(xué)化學(xué)和生物工程系，加拿大，不列顛哥倫比亞省，溫哥華