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聚四氟乙烯材料对于动静环辅助密封圈的应用

  • 发布日期:2022-12-23      浏览次数:324
    • 辅助密封材料及选择
      辅助密封包括动、静环的辅助密封圈,大都做成O形圈、V形圈、矩形圈、楔形圈或梯形圈,其作用主要是防止动环与转轴和静环与压盖之间的泄漏,补偿密封面的偏斜和振动,保证动、静环端面紧密接合具有浮动性,保证密封可靠,延长使用寿命。

      对辅助密封圈材料有如下要求:材料弹性好,特别要求复原性好、变形小;不受密封介质侵蚀,而且在介质中的膨胀和收缩都不大;摩擦因数小,耐腐蚀性能好;使用温度范围要广(在高、低温下不黏着、不会硬脆和失弹);要有适当的力学性能(如扯断强度、扯断伸长率、耐压等),在压力作用下无显著变形,有优良的抗撕裂性、耐磨性和耐压性等;便于加工且可得到较高的精度;耐介质腐蚀、溶解、泡胀、老化等性能好,对介质不应有污染等。

      辅助密封圈的材料主要有弹性体(如橡胶)、塑料(如聚四氟乙烯)、纤维(如石棉、碳纤维)、无机材料(如膨胀石墨)和金属(如铜、铝、不锈钢等)。

      聚四氟乙烯材料对于动静环辅助密封圈的应用

      橡胶辅助密封圈是使用较广的一种辅助密封圈。常用的橡胶密封材料有天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶等。

      丁腈橡胶是常用的一种橡胶。它是丁二烯和丙烯腈的共聚物。根据丙烯腈含量的多少分为若干种,丙烯腈含量越高,耐油性越好,强度、硬度和耐磨性、耐水性增强,透气性减小。随之而来,它在极性溶剂中的溶解度增大,耐蚀性受到影响,弹性和耐寒性也会变差。丁腈橡胶不耐挠曲,抗撕裂性也较差。丁腈橡胶对矿物油、动植物油脂、脂肪烃有优良的耐蚀性,广泛用于接触汽油及其他油类的设备。它能耐碱和非氧化性稀酸腐蚀,不耐氧化性酸(如硝酸、铬酸等)及芳烃、酯、酮、醚、卤代烃等腐蚀。

      硅橡胶的耐高温性和耐低温性都很好,安全使用温度范围为-70~200℃。在稀硫酸、盐酸、醋酸、烧碱、乙醇、矿物油等介质中,均无明显的腐蚀现象。硅橡胶有很高的热稳定性,但它有极性,易在酸和碱的作用下发生离子型裂解,因此耐蚀性差。不适宜用于石油系溶剂(如苯、甲苯等)及丙酮、酮、醚等有机溶剂。

      氟橡胶具有耐高温、耐油、耐化学腐蚀等优点。在浓硫酸、硝酸、磷酸、烧碱等介质中均可采用。但随着温度升高其耐蚀率下降,最高使用温度为200℃。国内氟橡胶中应用较广的是含氟烯烃共聚物,主要有氟-23型和氟-26型。23型氟橡胶可用于强酸。

      聚四氟乙烯的耐热、耐油和耐腐蚀性能比一般橡胶好,具有较大的刚度、较低的弹性和冷流性。在机械密封中常用它制成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯的线胀系数大,而且随温度变化较大,特别是在常温下具有峰值,这就妨碍它在机械密封中的应用。然而,聚四氟乙烯有较大的使用温度范围(-150~250℃),极低的摩擦因数(在低速下f=0.05~0.1)和自润滑性,表面不黏结,化学稳定性好,能耐氯化物、高沸点溶剂、酮、酯、醚、沸腾的硝酸、王水和氢氧化钠、氢氟酸等。能够侵蚀聚四氟乙烯的是熔融金属和处于高压的氟。在负荷作用下,任何温度下都会发生蠕变(即冷流),超过343℃时,则会升华产生毒烟。

      常用辅助密封圈材料及性能指标见下表。

      名称使用温度/℃特 点应用
      天然橡胶.-50~120弹性和低温性能好,但高温性能差,耐油性差,在空气中容
      易老化
      用于水、脖类介质,不宜
      在燃料油中使用
      丁腈橡胶.-30~120耐油、耐磨、耐老化性好,但不适用于磷酸酯系液压油及含极压添加剂的齿轮油应用广泛,适用于耐油
      性要求高的场合
      硅橡胶.-70~250耐热、耐性能和耐压缩变形佳,但机械强度差,在汽油、苯等溶剂中胀大,在高压水蒸气中发生分解,在酸和碱的作用下发生离子型分解用于高、低温下高速旋
      转的场合
      氟橡胶20~250耐油、耐热和耐酸碱性能佳,几乎耐所有润滑油、燃料油,耐真空性好,但耐寒性和耐压缩变形性不好,价格高用于耐高温、耐腐蚀的场合,但对、酯类溶剂不
      适用
      填充聚四氟乙烯.-190~260耐高低温、耐磨性佳、耐溶剂、耐腐蚀性能好,具有低的透气性,但弹性较差,线胀系数大用于高温或低温条件下
      的酸、碱、盐、溶剂等强腐蚀性介质

      综上所述,在一般介质中可使用橡胶材料制成的O形圈、垫圈和波纹管等,在腐蚀性介质中可使用聚四氟乙烯制成的V形圈、楔形环、垫圈和波纹管等,在高、低温条件下可使用金属波纹管。选用时应考虑材料的使用温度和耐腐蚀性。

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