Vòng Đệm Than Chì Carbon Cho Xi Lanh Sấy Trong Ngành Giấy: Giải Pháp Cho Dịch Vụ Gia Nhiệt Hơi Nước 150-200℃

Xi lanh sấy máy giấy làm nóng bề mặt xi lanh từ bên trong bằng hơi bão hòa để bay hơi độ ẩm trên giấy. Mỗi máy giấy có 50-80 xi lanh sấy, mỗi xi lanh cần vòng đệm cơ khí ở hai đầu để ngăn rò rỉ hơi. Dựa trên kinh nghiệm ứng dụng của Huahao Sealing tại nhiều nhà máy giấy, bài viết này giới thiệu lựa chọn vòng đệm than chì carbon cho xi lanh sấy.

1. Đặc điểm dịch vụ

Xi lanh sấy sử dụng hơi bão hòa áp suất 0,4-1,3 MPa (150-200℃); hơi ngưng tụ bên trong giải phóng nhiệt, nước ngưng được thoát qua ống siphon. Các chế độ hỏng chính: mòn xói mòn vòng graphite do hơi (35%), lão hóa nhiệt O-ring (22%), kẹt ăn mòn lò xo do hơi (18%), gãy do va đập búa nước ngưng tụ (15%). Búa nước là nguy hiểm nhất — khi nước ngưng tích tụ, hơi đẩy thành cột nước tốc độ cao va đập bề mặt, áp suất tức thời đạt 5-8 MPa, vượt xa cường độ nén graphite.

Dung dịch đen bột giấy (chứa NaOH, Na₂S, lignin, pH 9-11) thấm dọc trục bạc lót vào buồng vòng đệm, kết tinh trên bề mặt sau khi khô làm tăng mài mòn.

2. Lựa chọn vật liệu

2.1 Graphite ngâm tẩm nhựa epoxy

Cho dịch vụ xi lanh sấy, graphite M106K ngâm tẩm nhựa epoxy được ưu tiên. Sau ngâm tẩm epoxy, độ xốp giảm dưới 1,5%, chịu được xói mòn hơi nước 200℃ lâu dài mà không phân hủy. Thử nghiệm 5000 giờ trong hơi 180℃: độ xốp graphite ngâm tẩm epoxy tăng từ 1,4% lên 1,7%; ngâm tẩm phenolic tăng lên 3,2%, bắt đầu rò rỉ hơi.

2.2 Vật liệu tiếp xúc

Silicon carbide thiêu kết (SSiC) được khuyến nghị, với độ cứng HV 2500, cao hơn nhiều so với graphite HV 80-120, đảm bảo vòng graphite là vòng mềm mòn trước (thiết kế dự kiến thuận tiện bảo trì).

3. Thiết kế cấu trúc vòng phân đoạn

3.1 Ưu điểm vòng phân đoạn

Vòng đệm cơ khí kiểu phân đoạn chia vòng đệm theo trục thành hai nửa, cho phép lắp đặt từ phía bạc lót mà không cần tháo xi lanh. Thời gian thay một bộ giảm từ 4-6 giờ xuống còn 1-1,5 giờ.

3.2 Chuông thay cho lò xo

Dịch vụ xi lanh sấy ẩm ướt; lò xo thông thường dễ bị ăn mòn kẹt. Chuông thép không gỉ AM350 được khuyến nghị thay lò xo — không có bộ phận trượt, vừa là phần tử đàn hồi vừa là vòng đệm phụ, loại bỏ O-ring.

3.3 Kiểm soát áp suất riêng bề mặt

Dịch vụ hơi có áp suất môi trường thấp (0,4-1,3 MPa); áp suất riêng bề mặt được đặt ở 0,4-0,5 MPa. Quá thấp gây mở bề mặt do dao động áp suất hơi; quá cao làm tăng mài mòn.

4. Hệ Thống Rào Cản Hơi Nước

Một buồng thổi khí bên ngoài vòng đệm được cấp khí áp suất thấp 0,05-0,1 MPa hoặc hơi nước áp suất thấp thu hồi từ ngưng tụ, tạo thành luồng khí ngược ngăn hơi nước xâm nhập vào vỏ bạc lót. Nếu hơi nước vào vỏ bạc lót, nó sẽ nhũ tương hóa mỡ thành màu trắng, làm giảm độ nhớt tới 60% và rút ngắn tuổi thọ bạc lót từ 50000 giờ xuống còn 8000 giờ. Với hệ thống thổi khí, độ ẩm trong vỏ bạc lót giảm từ 95% RH xuống dưới 60% RH.

5. Nghiên Cứu Trường Hợp Huahao Sealing

Dây chuyền sản xuất giấy đặc biệt với công suất 50000 tấn/năm (đường kính lồng sấy 1,5 m, áp suất hơi 1,0 MPa, nhiệt độ 185℃, 56 lồng) ban đầu sử dụng vòng phân đoạn nhập khẩu có tuổi thọ trung bình 4000 giờ, với 6 lần dừng máy do rò rỉ mỗi năm, mỗi lần gây thiệt hại khoảng 80000 CNY. Sau khi chuyển sang giải pháp M106H + SSiC + bellows AM350 + hệ thống thổi khí của Huahao Sealing vào năm 2021, tuổi thọ trung bình đạt 12000 giờ, số lần dừng máy hàng năm giảm xuống còn 2, tiết kiệm khoảng 320000 CNY tổn thất do ngừng máy và 180000 CNY chi phí phụ tùng mỗi năm.

Tiêu chí lựa chọn chính: nhiệt độ hơi quyết định loại ngâm tẩm (dưới 200℃ chọn epoxy), môi trường ẩm quyết định phần tử đàn hồi (bellows thay thế lò xo), nhu cầu bảo trì quyết định cấu trúc (nhiều lồng chọn loại phân đoạn).