密封材料

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密封材料(Sealing Material)

目录

什么是密封材料

  密封材料是指用于各种接缝、接头及构件连接处起水密性、气密性作用的材料

密封材料的工艺性和经济性[1]

  密封材料的工艺性与密封制造的经济技术要求是密切相关的。对于密封件来说,除考虑结构、密封材料的性能外.还要同时考虑材料的工艺性,因为材料的工艺性关系到密封件的加工制造工时 能量消耗以及加工质量。因此材料的工艺性直接与加工制造成本有关也就是说与经济性是紧密相连的。如对于机械密封密封环的端面,由于表面粗糙度要求及平面度要求都比较高,一般都需要研磨加工那么对于不同材料,其研磨加工的工艺差异就很大.这不仅包括研磨机的特性,还包括研磨机在加工时转速、压重、研磨盘材质选择.磨科的种类和粒度等多种因素。对于不同材质的密封环.由于研磨工艺的不同,研磨的工时成本相差都会很大,这自然会影响机械密封的价格竞争能力及质量

  在密封材料中,作为高工艺性材料的例子就是密封胶,其特点是能够按密封结构自成型,此外,密封胶同时还具有应用简单的特点。

  对于非接触密封,对材料的工艺性要求相当严格。通常,动力型非接触密封的回转零件具有复杂的外形.材料消耗显著。这类密封的经济性主要取决于加工制造时密封材料加工应用高生产率工艺方法的程度。比如采用压力铸造、模压、滚压等。而工作圆环的表面加工粗糙度则是重要因素,假若采用工程塑料来代替金属材料,则由于比较低的表面粗糙度.不仅可减少加工工时.还可提高离,密封效率3%~5% 。

  应用非金属密封材料,特别是工程塑料.从经济性角度来看是十分合理的。近来,由于化学工业石油化学工业的发展,聚合物密封材料已经可以在很广的范围内采用。用工程塑料来代替有色金属和合金、不锈钢是最有效的。而代替黑色金属和铅时,只有采用廉价的工程塑料,而且是大批量生产,经济性才明显。

密封材料的许用温度范围[2]

  在近代工程中,密封材料的许用温度范围实际上可以从超低温直至227℃以上。当然,对于不同的密封材料,其密封性能也有较大的差异。在低温情况下,对密封材料的基本要求是物理力学及热物理性能的稳定性。

  对于当前大量采用的聚合物密封材料来说,温度是限制其更广泛应用的主要因素之一。因为低温会使聚合物密封材料硬化、弹性消失以及呈现脆化。而高温则会使聚合物发生蠕变及应力松驰,对于接触型密封来说,这会使密封比压下降,并破坏密封性能的稳定性。

  材料的导热性能也是决定密封材料使用性能的主要因素之一。良好的导热性可以带走动密封更多的摩擦热,降低了温度,使温度变形减少,保证密封的可靠性

  对于高温密封材料,应该具有耐热强度高、抗蠕变性好、耐松驰强度高、高持久强度及耐腐蚀性好等优点。在高温下工作的密封装置其工况是比较特殊的,作为高温密封常用的密封材料金属,发生蠕变以后,温度越高,漏泄也越厉害。通常,在接触型密封装置中,密封材料许用温度的极值不仅受耐热性的限制,更主要的是受一定温度下许用变形极值的限制。目前常用的高温密封材料金属陶瓷,则具有化学和热力学的综合特性;以石棉为基体的填料密封材料,在770K(493℃)高温下仍具有良好的热稳定性;对于复合密封材料,在高温下的使用关键是热胀系数不能太大,线性尺寸变化太大是导致这类密封材料密封失效的主要原因之一;对于聚合物密封材料,其主要缺点就在于热稳定性差,从2o世纪70年代始,耐热聚合物密封材料的研究开发受到人们的重视,其主要研究方向是在有机硅聚合物和杂链聚合物的基体上进行填充和增强,常用的组分主要有玻璃纤维碳纤维、硼纤维等;目前所研制的石棉塑料和石墨塑料则可在温度高达570K(229℃)的情况下使用;而氟橡胶的极限工作温度可达600K(327℃),长时间使用的工作温度可达550K(277℃),耐寒性为175K~200K(—102℃~73℃)。

参考文献

  1. 钟惠国.密封材料的性能对密封件寿命的影响[J].中国科技纵横,2010(11)
  2. 雷光山.密封材料的性能对密封件寿命的影响[J].机械工程与自动化,2006(4)
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