Gland packing là gì: cấu tạo, 10 loại dây và cách đọc quy cách

Gland packing (pump packing, valve packing; tiếng Việt: dây tết chèn) là dây bện từ sợi, cắt thành vòng nhét vào hộp chèn quanh trục bơm hoặc ty van, rồi nắp ép nén lại để chặn rò. Kho bán 10 loại, chịu từ 100 độ C (cotton mỡ) tới 455 độ C trong không khí, cỡ 3×3 đến 30x30mm, bán theo mét và hộp 10 kg.

Gland packing là gì và làm kín bằng cách nào

Gland packing làm kín bằng cách để nắp ép nén các vòng dây, khiến vòng dây nở ngang, áp vào trục và thành hộp chèn. Ở bơm ly tâm, mối làm kín này phải để rò nhẹ. Theo SEPCO, mức rò là 8 đến 12 giọt/phút cho mỗi inch (25,4mm) đường kính trục.

Giọt nước rò ra có hai việc: bôi trơn mặt tiếp xúc giữa dây và trục, và mang nhiệt ma sát đi. AESSEAL ghi cách tính khác nhưng cùng hướng, 5 ml/phút cho mỗi 25mm đường kính trục. Với trục 50mm, phép tính từ số của SEPCO cho khoảng 16 đến 24 giọt/phút.

Vì vậy không nên siết nắp ép cho tới khi hết rò. Dây khô sẽ cháy, trục bị xước, và chi phí thay trục cao hơn nhiều so với lượng nước rò mỗi ngày. Ty van thì khác: chuyển động chậm, hộp chèn kín hơn, nhưng nguyên tắc nắp ép nén vòng dây vẫn như vậy.

Cấu tạo hộp chèn gland packing

Hộp chèn gland packing gồm lòng hộp, trục hoặc ty van, các vòng dây, vòng lồng đèn, lỗ xả và nắp ép (đầu ép). Theo James Walker, ty van dùng 4 đến 6 vòng. Số vòng tính đúng cho từng hộp bằng độ sâu hộp chia cho cạnh dây.

Cạnh dây lấy bằng (Ø hộp trừ Ø trục) chia 2. Ví dụ hộp 70mm, trục 50mm cho cạnh 10, tức mua dây cỡ 10×10. Vòng lồng đèn nằm giữa các vòng dây, nơi nước bôi trơn hoặc nước làm mát được dẫn vào rồi thoát ra qua lỗ xả.

Khi lắp, mối cắt của các vòng đặt lệch nhau để đường rò không đi thẳng qua cả bộ. Khe đùn phía có áp tối đa 0,25mm, nếu rộng hơn thì dây bị áp suất đẩy chui vào khe. Bề mặt ty van cần Ra 0,4 đến 0,6 µm. Cạnh dây theo từng cỡ trục tra được ở bảng tra cỡ dây tết chèn theo trục.

Phân loại gland packing theo sợi và chất tẩm

Kho bán 10 loại gland packing, chia theo sợi và chất tẩm: sợi PTFE, graphite và carbon, aramid, sợi tổng hợp hoặc tự nhiên, amiang. Nhiệt độ làm việc đi từ 100 độ C ở cotton mỡ tới 650 độ C trong hơi nước ở graphite. Giá ghi theo kg ở cột cuối bảng.

Loại	Nhóm	Sợi, chất tẩm	Nhiệt độ	pH	Giá (đ/kg)
Dây tết chèn PTFE (teflon)	Sợi PTFE	Sợi PTFE nguyên chất	Tới 260 độ C	0 đến 14	112.000 đến 621.000
Dây tết chèn PTFE graphite (GFO)	Sợi PTFE	PTFE pha graphite	Tới 280 độ C	0 đến 14	252.000 đến 322.000
Dây tết chèn graphite (dây tết chì)	Graphite, carbon	Băng graphite giãn nở	455 độ C không khí, 650 độ C hơi nước	0 đến 14	161.000 đến 988.000
Dây tết chèn graphite lưới inox	Graphite, carbon	Graphite có sợi inox, Inconel	455 độ C không khí, 650 độ C hơi nước	0 đến 14	50.000 đến 800.000
Dây tết chèn aramid (kevlar)	Sợi aramid	Aramid, ngấm dầu 13%	−100 đến +280 độ C	2 đến 13	51.000 đến 720.000
Dây tết chèn aramid carbon	Sợi aramid	Góc aramid, thân carbon, dầu 13%	−100 đến +300 độ C	2 đến 13	50.000 đến 800.000
Dây tết chèn carbon	Graphite, carbon	Sợi carbon tẩm graphite	Khoảng 400 độ C không khí	0 đến 14	50.000 đến 800.000
Dây tết chèn acrylic tẩm PTFE	Sợi tổng hợp, tự nhiên	Acrylic tẩm PTFE	Dùng liên tục tới 180 độ C	2 đến 12	50.000 đến 800.000
Dây tết chèn cotton mỡ bò	Sợi tổng hợp, tự nhiên	Bông tẩm 15% mỡ bôi trơn	−40 đến +100 độ C	6 đến 8	55.000 đến 74.000
Dây tết chèn amiang tẩm chì	Amiang	Amiang chrysotile từ 75%, tẩm graphite và dầu	550 độ C	4 đến 10	72.000 đến 311.000

Nhóm PTFE phục vụ môi chất hóa học, vì dải pH 0 đến 14 phủ cả axit lẫn kiềm. Nhóm graphite và carbon nhận phần nhiệt cao: graphite 455 độ C trong không khí, 650 độ C trong hơi nước. Aramid dùng cho môi chất có hạt rắn, còn cotton mỡ dành cho nước sạch dưới 100 độ C.

Amiang ghi 550 độ C nhưng IARC xếp mọi dạng amiang vào Nhóm 1, tức nhóm chất gây ung thư đã xác định. Điều này cần cân nhắc khi chọn, và nên đối chiếu quy định của nhà máy trước khi đặt loại dây đó. Các loại khác trong bảng không mang cảnh báo này.

Kiểu bện gland packing: bện chéo, đan khoá, dây tròn

Kiểu bện quyết định gland packing nén và nở ra sao, ngang với việc chọn sợi. Phiếu lô của kho ghi “bện chéo bốn mặt” cho dây vuông PTFE, PTFE graphite, aramid và aramid carbon. Dây graphite khác: bện từ băng graphite giãn nở, không từ sợi dệt.

Một cặp số của James Walker cho thấy kiểu bện và chất tẩm đổi hẳn kết quả. Lionpak 2101 đan khoá, để khô, chỉ dùng tới 10 bar ở bơm ly tâm. Lionpak 2200 tẩm hạt PTFE lên tới 25 bar, cùng sợi nhưng khác kiểu bện và chất tẩm. Vì thế hai dây cùng tên sợi vẫn có giá và giới hạn khác nhau.

Amiang có dạng tròn, cỡ D10 đến D32mm, khác với dạng vuông của các loại còn lại. Hàng aramid carbon dễ nhận khi nhìn mặt dây: vân ô vuông hai màu, góc aramid và thân carbon. Nhìn kiểu bện cũng là cách đối chiếu nhanh khi lô hàng chưa có nhãn.

Thông số chọn gland packing: nhiệt, áp, tốc độ, pH

Bốn thông số chọn gland packing là nhiệt độ, áp suất, tốc độ bề mặt trục và pH của môi chất. Hãng ghi mức tối đa của từng thông số, nhưng các mức này không đạt cùng lúc. James Walker, AESSEAL và Klinger K4303 đều ghi như vậy trong datasheet.

Cách chia áp cũng khác theo hãng. James Walker chia theo thiết bị: ty van, bơm ly tâm, piston. Teadit chia theo chuyển động: tĩnh, quay, tịnh tiến. Khi so hai datasheet, cần đưa cả hai về cùng một cách phân loại trước khi so số bar. Đổi đơn vị: 1 MPa bằng 10 bar bằng 145 psi, 1 m/s bằng 196,85 fpm.

Tốc độ bề mặt tính bằng v = π × d × n ÷ 60.000, với d là đường kính trục tính bằng mm và n là vòng/phút. Trục 50mm cho 3,80 m/s ở 1.450 vòng/phút và 7,59 m/s ở 2.900 vòng/phút. Trục 100mm ở 2.900 vòng/phút đã là 15,2 m/s, nên đường kính trục quan trọng ngang với số vòng quay.

Trục	Vòng/phút	Tốc độ bề mặt
Ø 50mm	1.450	3,80 m/s
Ø 50mm	2.900	7,59 m/s
Ø 100mm	2.900	15,2 m/s

Trần tốc độ lấy theo datasheet hãng cho từng loại vật liệu: amiang 2 m/s, cotton 10 m/s, PTFE 8 đến 12 m/s, graphite 20 đến 25 m/s. Đây là số của vật liệu nói chung, không phải cam kết cho một lô hàng cụ thể. Đặt 15,2 m/s của trục 100mm cạnh bảng này sẽ thấy cotton, amiang và PTFE đều vượt trần.

Vật liệu	Trần tốc độ bề mặt (datasheet hãng)
Amiang	2 m/s
Cotton	10 m/s
PTFE	8 đến 12 m/s
Graphite	20 đến 25 m/s

Về pH, mỗi loại có dải riêng ở cột pH của bảng: cotton mỡ 6 đến 8, amiang 4 đến 10, acrylic tẩm PTFE 2 đến 12, aramid 2 đến 13, còn PTFE và graphite 0 đến 14. Độ cứng trục cũng có điều kiện: aramid cần trục tối thiểu 60 HRC theo Sealquip, acrylic tẩm PTFE ghi HRC 35 theo AESSEAL 290.

Đọc quy cách gland packing khi mua: cỡ, hộp, cuộn, mét mỗi kg

Quy cách gland packing ghi bằng cạnh vuông theo mm, ví dụ 10×10, còn dây tròn ghi chữ D. Kho đóng hộp 10 kg cho mọi loại, riêng graphite, aramid và carbon có thêm cuộn 1 kg và 5 kg. Giá tính theo kg, kho cắt lẻ theo mét.

Đổi từ kg sang mét giúp so với độ dài hộp chèn. Trọng lượng mỗi mét (g/m) bằng cạnh bình phương nhân tỷ trọng, rồi m/kg bằng 1.000 chia g/m. PTFE 10×10 nặng 142 g/m, tức 7,0 m/kg, vậy một hộp 10 kg có khoảng 70 m.

Graphite 10×10 nặng 120 g/m, cho 8,3 m/kg. Công thức chỉ là ước lượng: AESSEAL 355 lõi Inconel 10mm ghi 8,8 m/kg, tức cuộn thực lệch so với công thức. Với đơn lớn, số mét thực của cuộn là số cần chốt với kho.

Giá mét bằng g/m nhân giá kg. Với PTFE 10×10, giá mét từ 15.900 đến 88.200 đ/m, tùy giá kg của từng loại PTFE trong bảng. Người mua cần bộ vòng cắt sẵn chỉ cần gửi Ø trục, Ø hộp và độ sâu hộp qua Zalo, kho tính cạnh dây, số vòng rồi cắt thành bộ. Các bước đặt hàng nằm ở hướng dẫn mua hàng.

Hỏng gland packing thường gặp và cách tránh khi mua

Lỗi hay gặp ở gland packing là siết nắp ép đến hết rò, làm dây cháy và xước trục. Lỗi thứ hai xuất hiện ngay lúc mua: chọn sai vật liệu cho điều kiện làm việc. Cotton mỡ hồi phục 26,0% sau khi lún theo phiếu lô PHIEU-343, rồi gần như không nở lại.

Vì cotton mỡ không nở lại, phải siết bù. Siết lại sau chạy rà làm theo cách định tính: siết từng nấc nhỏ, theo dõi độ rò sau mỗi nấc, dừng khi rò về mức bơm ly tâm cần. Kho không đưa mốc giờ vì không có datasheet nào cho một mốc chung.

Một số lỗi chọn sai khác cần tránh khi đặt hàng:

• Dây lõi inox trên trục bơm quay: AESSEAL 355 ghi 0 bar và 0 m/s, tức loại này không dành cho trục quay.
• Amiang trên bơm nhanh: trần 2 m/s bị vượt từ trục khoảng 26mm ở bơm 1.450 vòng/phút.
• Graphite với chất oxy hóa mạnh: môi chất loại này làm hỏng graphite.
• Aramid trên trục mềm: trục dưới 60 HRC bị dây aramid mài mòn.
• PTFE graphite nhuộm ngoài: khi cắt sẽ lộ lõi trắng, nghĩa là graphite chỉ phủ mặt.
• Nhầm băng keo non với dây PTFE: băng keo non là ePTFE dạng băng, không bện thành dây chèn.
• Tin bán gộp “teflon đen, chì graphite, amiang”: ba loại này khác sợi, khác dải nhiệt, khác pháp lý.

Khi điều kiện vượt giới hạn của mọi loại dây, nên cân nhắc đổi giải pháp làm kín. Cách so hai hướng được viết ở bài dây tết chèn hay phớt cơ khí.

Câu hỏi thường gặp về gland packing