Dây tết chèn hoạt động như thế nào? Cấu tạo và cách lắp đặt

Dây tết chèn, còn gọi là dây chèn kín, gland packing hoặc compression packing, là vật liệu làm kín dạng sợi bện được lắp quanh trục bơm, ty van hoặc thanh chuyển động tịnh tiến. Dây thường có tiết diện vuông, được cắt thành từng vòng và đặt trong hộp chèn để kiểm soát sự rò rỉ của lưu chất.

So với phớt cơ khí, hệ thống dây tết chèn có kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh và thuận tiện khi bảo trì. Tuy nhiên, hiệu quả làm kín phụ thuộc vào việc chọn đúng vật liệu, đúng kích thước, cắt vòng chính xác, lắp đúng kỹ thuật và điều chỉnh lực siết phù hợp.

Sealtech Vietnam cung cấp nhiều dòng Gland Packing – dây tết chèn dùng cho nước, dầu, hơi nóng, hóa chất, bùn, nước thải và thiết bị công nghiệp.

Cấu tạo của hệ thống dây tết chèn

Một cụm làm kín bằng dây tết chèn thường gồm các bộ phận chính sau:

• Trục hoặc ty van: chi tiết quay hoặc chuyển động tịnh tiến cần được làm kín.
• Hộp chèn: khoang hình trụ bao quanh trục, dùng để chứa các vòng tết chèn.
• Các vòng tết chèn: được cắt từ dây có tiết diện phù hợp và lắp nối tiếp trong hộp chèn.
• Bộ ép chèn: còn gọi là gland follower, truyền lực siết vào bộ vòng chèn.
• Bu lông và đai ốc: tạo và điều chỉnh lực ép dọc trục.
• Vòng phân phối: còn gọi là lantern ring, phân phối nước làm mát, chất bôi trơn hoặc dung dịch flushing.
• Ống lót trục: bảo vệ trục chính khỏi ma sát và mài mòn.

Dây tết chèn hoạt động như thế nào?

Nguyên lý làm kín của dây tết chèn dựa trên sự chuyển đổi từ lực nén dọc trục thành áp lực hướng kính. Khi các đai ốc được siết, bộ ép chèn di chuyển vào hộp chèn và nén các vòng packing theo chiều dọc trục.

Do vật liệu tết chèn có khả năng nén và biến dạng, lực ép làm các vòng chèn giãn theo hướng kính:

• Giãn vào phía trong và tiếp xúc với bề mặt trục hoặc ống lót trục.
• Giãn ra phía ngoài và ép sát vào thành hộp chèn.
• Ép các mặt tiếp xúc giữa từng vòng tết chèn vào nhau.

Ba vùng tiếp xúc này tạo thành một đường cản nhiều tầng, làm giảm dần áp suất của lưu chất và hạn chế lưu chất thoát ra dọc theo trục. Trục vẫn có thể quay hoặc chuyển động trong khi lượng rò rỉ được duy trì ở mức phù hợp.

Quá trình làm kín diễn ra theo những bước nào?

1. Dây tết được chọn theo đúng vật liệu và kích thước tiết diện.
2. Dây được cắt thành từng vòng phù hợp với đường kính trục.
3. Các vòng được đưa lần lượt vào hộp chèn và ép đến đúng vị trí.
4. Mối nối giữa các vòng được bố trí lệch nhau để tránh tạo đường rò thẳng.
5. Bộ ép chèn tạo lực nén dọc trục lên toàn bộ bộ vòng.
6. Các vòng tết giãn theo hướng kính và tiếp xúc với trục cùng thành hộp chèn.
7. Lưu chất đi qua nhiều vùng cản nên áp suất và lượng rò rỉ giảm dần.
8. Trong bơm có trục quay, một lượng lưu chất nhỏ có thể tạo màng bôi trơn và đưa nhiệt ra khỏi vùng ma sát.

Vì sao không nên siết dây tết chèn quá chặt?

Siết chặt không đồng nghĩa với làm kín tốt hơn. Khi lực siết quá lớn, áp lực của dây chèn lên trục tăng cao, làm tăng ma sát và nhiệt độ. Hậu quả có thể là dây chèn bị cháy, chai cứng, trục hoặc ống lót bị mòn và công suất tiêu thụ của thiết bị tăng lên.

Đối với nhiều loại bơm có trục quay, một lượng rò rỉ nhỏ và ổn định có tác dụng bôi trơn, làm mát bề mặt tiếp xúc giữa packing và trục. Nếu siết kín hoàn toàn, vùng tiếp xúc có thể mất bôi trơn và tăng nhiệt nhanh.

Không nên áp dụng một mức rò rỉ cố định cho mọi thiết bị. Lượng rò rỉ cho phép cần căn cứ vào loại bơm, vật liệu packing, tốc độ trục, môi chất và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Đối với van công nghiệp hoặc cơ cấu chuyển động tịnh tiến, yêu cầu rò rỉ có thể khác với bơm. Vì vậy, phương pháp điều chỉnh phải phù hợp với từng loại thiết bị.

Vai trò của vòng phân phối Lantern Ring

Trong môi trường có nhiệt độ cao, lưu chất chứa hạt rắn hoặc không đủ khả năng bôi trơn, vòng phân phối có thể được đặt giữa các vòng tết chèn. Vòng này kết nối với đường cấp chất lỏng sạch để:

• Bôi trơn bề mặt tiếp xúc giữa packing và trục.
• Làm mát khu vực hộp chèn.
• Ngăn hạt rắn và lưu chất bẩn đi vào bộ vòng chèn.
• Phân phối dung dịch flushing đều quanh trục.
• Tạo áp lực chắn để hạn chế lưu chất công nghệ thoát ra ngoài.

Sau khi bộ chèn được ép đến trạng thái làm việc, vị trí lantern ring phải thẳng với cổng cấp nước hoặc đường flushing. Nếu vòng bị lắp lệch, dòng chất lỏng có thể bị chặn và không phân phối được quanh trục.

Các loại vật liệu dây tết chèn phổ biến

Không có một loại packing phù hợp cho mọi môi trường. Việc lựa chọn cần dựa trên môi chất, nhiệt độ, áp suất, tốc độ trục, độ mài mòn và yêu cầu vệ sinh của hệ thống.

Dây tết chèn PTFE

Dây PTFE có hệ số ma sát thấp, khả năng kháng nhiều loại hóa chất và ít bám dính. Vật liệu này thường được sử dụng trong bơm hóa chất, van, nước sạch và thiết bị yêu cầu độ sạch cao.

Một sản phẩm tiêu biểu là dây tết chèn Temapack 5100, được bện từ sợi PTFE và tẩm PTFE, phù hợp cho nước uống, hóa chất, ngành giấy và một số quy trình sản xuất yêu cầu vật liệu sạch.

Dây tết chèn Expanded Graphite

Dây tết chèn Expanded Graphite có khả năng chịu nhiệt, dẫn nhiệt và tự bôi trơn tốt. Nhóm vật liệu này thường được sử dụng cho van hơi, hệ thống khí nóng, dầu nóng, nhà máy điện và thiết bị nhiệt độ cao.

Khi sử dụng trong môi trường oxy hóa mạnh, áp suất cao hoặc điều kiện đặc biệt, cần kiểm tra cấp vật liệu và giới hạn kỹ thuật của từng mã sản phẩm.

Dây tết chèn Aramid

Gland Packings Aramid có độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn cao, phù hợp với nước thải, bùn nhẹ, bột giấy, nước có cặn và môi trường có hạt rắn nhỏ.

Do Aramid tương đối cứng, cần kiểm tra tình trạng trục và điều chỉnh lực siết phù hợp. Lắp sai hoặc siết quá chặt có thể làm ống lót trục mòn nhanh.

Dây tết chèn PTFE kết hợp Aramid

Dây tết chèn PTFE kết hợp Aramid cân bằng giữa khả năng kháng hóa chất, ma sát thấp của PTFE và độ bền cơ học của Aramid.

Nhóm này phù hợp cho bơm nước thải, bơm hóa chất nhẹ, ngành giấy và những môi trường vừa có hóa chất vừa có ma sát hoặc cặn nhẹ.

Ví dụ, Temapack 4100 được bện từ sợi Aramid và PTFE, có thể cân nhắc cho dầu, bùn, nước có cặn và các ứng dụng bơm – van công nghiệp.

Dây tết chèn Ramie

Dây tết chèn Ramie mềm, dễ lắp và phù hợp với nhiều ứng dụng nước, nước biển, nước thải nhẹ, dầu nhẹ hoặc thiết bị hàng hải.

Ramie thường không phải lựa chọn phù hợp cho hóa chất mạnh hoặc môi trường có nhiệt độ quá cao.

Dây tết chèn TEMAPACK

TEMAPACK Gland Packings gồm nhiều nhóm vật liệu như carbon, expanded graphite, PTFE, PTFE kết hợp Aramid, Aramid, acrylic, cotton, Ramie và sợi thủy tinh.

Mỗi dòng Temapack có cấu trúc sợi, chất tẩm và giới hạn vận hành khác nhau. Vì vậy, không nên chọn chỉ dựa trên màu sắc hoặc hình dạng bên ngoài của dây.

Cách xác định kích thước dây tết chèn

Kích thước tiết diện packing có thể được xác định sơ bộ theo công thức:

Kích thước dây ≈ (Đường kính hộp chèn − Đường kính trục) ÷ 2

Kết quả cần được đối chiếu với kích thước rãnh thực tế và quy cách dây tiêu chuẩn. Nếu chọn dây quá nhỏ, packing không lấp đầy hộp chèn và khó tạo đủ áp lực làm kín. Nếu chọn dây quá lớn, vòng chèn có thể bị ép méo, khó lắp hoặc tạo ma sát quá cao.

Cách cắt dây tết chèn đúng kỹ thuật

Có thể quấn dây quanh một trục mẫu có đường kính tương đương với trục thiết bị, sau đó đánh dấu và cắt thành từng vòng riêng biệt.

Tùy hướng dẫn của nhà sản xuất, mối nối có thể được cắt thẳng hoặc cắt xiên. Yêu cầu quan trọng là hai đầu vòng phải tiếp xúc đều, không có khe hở lớn và không chồng lên nhau.

Không nên ước lượng chiều dài bằng mắt hoặc cắt tất cả các vòng theo một vòng đầu tiên đã bị kéo giãn. Sai số chiều dài có thể làm mối nối hở hoặc làm vòng bị dồn trong hộp chèn.

Hướng dẫn lắp dây tết chèn

• Ngắt thiết bị, cô lập nguồn năng lượng và xả hết áp suất.
• Tháo hoàn toàn dây chèn cũ khỏi hộp chèn.
• Làm sạch cặn bẩn, mạt kim loại và vật liệu còn sót lại.
• Kiểm tra trục hoặc ống lót có bị xước, rỗ hoặc mòn thành rãnh không.
• Lắp riêng từng vòng và ép vòng xuống đúng vị trí.
• Không quấn một đoạn dây liên tục thành nhiều vòng trong hộp chèn.
• Bố trí các mối nối lệch nhau quanh chu vi trục.
• Đặt lantern ring đúng vị trí nếu hệ thống có đường flushing.
• Lắp bộ ép chèn và siết hai phía đều nhau.
• Kiểm tra khả năng quay của trục trước khi khởi động.

Điều chỉnh dây tết chèn sau khi khởi động

Sau khi lắp, chỉ nên siết bộ ép chèn ở mức ban đầu để giữ các vòng đúng vị trí. Khi thiết bị bắt đầu vận hành, cần theo dõi lượng rò rỉ, nhiệt độ hộp chèn, tiếng ồn và tình trạng của trục.

Nếu cần điều chỉnh, hãy siết từng lượng nhỏ và đồng đều ở cả hai phía, sau đó chờ nhiệt độ cùng lượng rò rỉ ổn định trước khi tiếp tục.

Không nên siết mạnh trong một lần vì packing có thể bị nén quá mức trước khi kịp chạy rà và phân bố đều quanh trục.

Dấu hiệu dây tết chèn làm việc không đúng

• Hộp chèn nóng bất thường hoặc xuất hiện mùi cháy.
• Lượng rò rỉ tăng nhanh dù đã điều chỉnh.
• Trục hoặc ống lót xuất hiện rãnh mòn.
• Bộ ép chèn bị lệch hoặc gần hết hành trình điều chỉnh.
• Dây chèn bị cứng, giòn, cháy hoặc đùn ra khỏi khe lắp.
• Thiết bị rung hoặc tiêu thụ công suất cao hơn bình thường.
• Nước làm mát hoặc đường flushing không lưu thông.

Nguyên nhân dây tết chèn nhanh hư hỏng

• Chọn sai vật liệu so với môi chất và nhiệt độ.
• Sử dụng sai kích thước tiết diện dây.
• Cắt vòng không chính xác hoặc để các mối nối trùng nhau.
• Quấn một đoạn dây liên tục thay vì lắp từng vòng riêng.
• Siết bộ ép chèn quá chặt hoặc không đồng đều.
• Trục bị cong, lệch tâm, rung hoặc có bề mặt quá thô.
• Đường bôi trơn, làm mát hoặc flushing bị tắc.
• Tiếp tục sử dụng khi packing đã hết khả năng điều chỉnh.

Cách chọn dây tết chèn phù hợp

Khi cần tư vấn hoặc đặt dây tết chèn, nên cung cấp các thông tin sau:

• Thiết bị sử dụng: bơm, van, mixer hoặc cơ cấu tịnh tiến.
• Môi chất làm việc: nước, dầu, hơi, khí, hóa chất hoặc bùn.
• Nhiệt độ và áp suất vận hành.
• Tốc độ và đường kính trục.
• Kích thước hộp chèn và tiết diện dây.
• Tình trạng bề mặt trục hoặc ống lót.
• Yêu cầu về độ sạch, kháng hóa chất hoặc chống mài mòn.

Sealtech Vietnam là đơn vị phân phối các sản phẩm TEMAC tại Việt Nam và cung cấp nhiều nhóm vật liệu làm kín TEMAC, trong đó có TEMAPACK dành cho bơm, van và thiết bị công nghiệp.

Ứng dụng của dây tết chèn

Dây tết chèn được sử dụng trong máy bơm, van công nghiệp, máy khuấy, thiết bị xử lý nước, hệ thống hơi, nhà máy giấy, hóa chất, khai khoáng, thực phẩm, xi măng, luyện kim và nhiều cụm thiết bị có trục quay hoặc ty chuyển động.

Để hệ thống làm kín hoạt động ổn định, cần lựa chọn packing theo đúng môi chất, nhiệt độ, áp suất, tốc độ trục, kích thước hộp chèn và yêu cầu rò rỉ thực tế.

Sealtech Vietnam hỗ trợ lựa chọn dây tết chèn PTFE, graphite, expanded graphite, Aramid, carbon, Ramie và các cấu trúc kết hợp theo điều kiện vận hành của bơm, van và thiết bị công nghiệp.