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聚四氟乙烯材料對于動靜環輔助密封圈的應用

  • 發布日期:2022-12-23      瀏覽次數:1475
    • 輔助密封材料及選擇
      輔助密封包括動、靜環的輔助密封圈,大都做成O形圈、V形圈、矩形圈、楔形圈或梯形圈,其作用主要是防止動環與轉軸和靜環與壓蓋之間的泄漏,補償密封面的偏斜和振動,保證動、靜環端面緊密接合具有浮動性,保證密封可靠,延長使用壽命。

      對輔助密封圈材料有如下要求:材料彈性好,特別要求復原性好、變形??;不受密封介質侵蝕,而且在介質中的膨脹和收縮都不大;摩擦因數小,耐腐蝕性能好;使用溫度范圍要廣(在高、低溫下不黏著、不會硬脆和失彈);要有適當的力學性能(如扯斷強度、扯斷伸長率、耐壓等),在壓力作用下無顯著變形,有優良的抗撕裂性、耐磨性和耐壓性等;便于加工且可得到較高的精度;耐介質腐蝕、溶解、泡脹、老化等性能好,對介質不應有污染等。

      輔助密封圈的材料主要有彈性體(如橡膠)、塑料(如聚四氟乙烯)、纖維(如石棉、碳纖維)、無機材料(如膨脹石墨)和金屬(如銅、鋁、不銹鋼等)。

      聚四氟乙烯材料對于動靜環輔助密封圈的應用

      橡膠輔助密封圈是使用較廣的一種輔助密封圈。常用的橡膠密封材料有天然橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠等。

      丁腈橡膠是常用的一種橡膠。它是丁二烯和丙烯腈的共聚物。根據丙烯腈含量的多少分為若干種,丙烯腈含量越高,耐油性越好,強度、硬度和耐磨性、耐水性增強,透氣性減小。隨之而來,它在極性溶劑中的溶解度增大,耐蝕性受到影響,彈性和耐寒性也會變差。丁腈橡膠不耐撓曲,抗撕裂性也較差。丁腈橡膠對礦物油、動植物油脂、脂肪烴有優良的耐蝕性,廣泛用于接觸汽油及其他油類的設備。它能耐堿和非氧化性稀酸腐蝕,不耐氧化性酸(如硝酸、鉻酸等)及芳烴、酯、酮、醚、鹵代烴等腐蝕。

      硅橡膠的耐高溫性和耐低溫性都很好,安全使用溫度范圍為-70~200℃。在稀硫酸、鹽酸、醋酸、燒堿、乙醇、礦物油等介質中,均無明顯的腐蝕現象。硅橡膠有很高的熱穩定性,但它有極性,易在酸和堿的作用下發生離子型裂解,因此耐蝕性差。不適宜用于石油系溶劑(如苯、甲苯等)及丙酮、酮、醚等有機溶劑。

      氟橡膠具有耐高溫、耐油、耐化學腐蝕等優點。在濃硫酸、硝酸、磷酸、燒堿等介質中均可采用。但隨著溫度升高其耐蝕率下降,最高使用溫度為200℃。國內氟橡膠中應用較的是含氟烯烴共聚物,主要有氟-23型和氟-26型。23型氟橡膠可用于強酸。

      聚四氟乙烯的耐熱、耐油和耐腐蝕性能比一般橡膠好,具有較大的剛度、較低的彈性和冷流性。在機械密封中常用它制成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯的線脹系數大,而且隨溫度變化較大,特別是在常溫下具有峰值,這就妨礙它在機械密封中的應用。然而,聚四氟乙烯有較大的使用溫度范圍(-150~250℃),極低的摩擦因數(在低速下f=0.05~0.1)和自潤滑性,表面不黏結,化學穩定性好,能耐氯化物、高沸點溶劑、酮、酯、醚、沸騰的硝酸、王水和氫氧化鈉、氫氟酸等。能夠侵蝕聚四氟乙烯的是熔融金屬和處于高壓的氟。在負荷作用下,任何溫度下都會發生蠕變(即冷流),超過343℃時,則會升華產生毒煙。

      常用輔助密封圈材料及性能指標見下表。

      名稱使用溫度/℃特 點應用
      天然橡膠.-50~120彈性和低溫性能好,但高溫性能差,耐油性差,在空氣中容
      易老化
      用于水、脖類介質,不宜
      在燃料油中使用
      丁腈橡膠.-30~120耐油、耐磨、耐老化性好,但不適用于磷酸酯系液壓油及含極壓添加劑的齒輪油應用廣泛,適用于耐油
      性要求高的場合
      硅橡膠.-70~250耐熱、耐性能和耐壓縮變形佳,但機械強度差,在汽油、苯等溶劑中脹大,在高壓水蒸氣中發生分解,在酸和堿的作用下發生離子型分解用于高、低溫下高速旋
      轉的場合
      氟橡膠20~250耐油、耐熱和耐酸堿性能佳,幾乎耐所有潤滑油、燃料油,耐真空性好,但耐寒性和耐壓縮變形性不好,價格高用于耐高溫、耐腐蝕的場合,但對、酯類溶劑不
      適用
      填充聚四氟乙烯.-190~260耐高低溫、耐磨性佳、耐溶劑、耐腐蝕性能好,具有低的透氣性,但彈性較差,線脹系數大用于高溫或低溫條件下
      的酸、堿、鹽、溶劑等強腐蝕性介質

      綜上所述,在一般介質中可使用橡膠材料制成的O形圈、墊圈和波紋管等,在腐蝕性介質中可使用聚四氟乙烯制成的V形圈、楔形環、墊圈和波紋管等,在高、低溫條件下可使用金屬波紋管。選用時應考慮材料的使用溫度和耐腐蝕性。

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