密封材料

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密封材料(Sealing Material)

目錄

什麼是密封材料

  密封材料是指用於各種接縫、接頭及構件連接處起水密性、氣密性作用的材料

密封材料的工藝性和經濟性[1]

  密封材料的工藝性與密封製造的經濟技術要求是密切相關的。對於密封件來說,除考慮結構、密封材料的性能外.還要同時考慮材料的工藝性,因為材料的工藝性關係到密封件的加工製造工時 能量消耗以及加工質量。因此材料的工藝性直接與加工製造成本有關也就是說與經濟性是緊密相連的。如對於機械密封密封環的端面,由於錶面粗糙度要求及平面度要求都比較高,一般都需要研磨加工那麼對於不同材料,其研磨加工的工藝差異就很大.這不僅包括研磨機的特性,還包括研磨機在加工時轉速、壓重、研磨盤材質選擇.磨科的種類和粒度等多種因素。對於不同材質的密封環.由於研磨工藝的不同,研磨的工時成本相差都會很大,這自然會影響機械密封的價格競爭能力及質量

  在密封材料中,作為高工藝性材料的例子就是密封膠,其特點是能夠按密封結構自成型,此外,密封膠同時還具有應用簡單的特點。

  對於非接觸密封,對材料的工藝性要求相當嚴格。通常,動力型非接觸密封的迴轉零件具有複雜的外形.材料消耗顯著。這類密封的經濟性主要取決於加工製造時密封材料加工應用高生產率工藝方法的程度。比如採用壓力鑄造、模壓、滾壓等。而工作圓環的錶面加工粗糙度則是重要因素,假若採用工程塑料來代替金屬材料,則由於比較低的錶面粗糙度.不僅可減少加工工時.還可提高離,密封效率3%~5% 。

  應用非金屬密封材料,特別是工程塑料.從經濟性角度來看是十分合理的。近來,由於化學工業石油化學工業的發展,聚合物密封材料已經可以在很廣的範圍內採用。用工程塑料來代替有色金屬和合金、不鏽鋼是最有效的。而代替黑色金屬和鉛時,只有採用廉價的工程塑料,而且是大批量生產,經濟性才明顯。

密封材料的許用溫度範圍[2]

  在近代工程中,密封材料的許用溫度範圍實際上可以從超低溫直至227℃以上。當然,對於不同的密封材料,其密封性能也有較大的差異。在低溫情況下,對密封材料的基本要求是物理力學及熱物理性能的穩定性。

  對於當前大量採用的聚合物密封材料來說,溫度是限制其更廣泛應用的主要因素之一。因為低溫會使聚合物密封材料硬化、彈性消失以及呈現脆化。而高溫則會使聚合物發生蠕變及應力松馳,對於接觸型密封來說,這會使密封比壓下降,並破壞密封性能的穩定性。

  材料的導熱性能也是決定密封材料使用性能的主要因素之一。良好的導熱性可以帶走動密封更多的摩擦熱,降低了溫度,使溫度變形減少,保證密封的可靠性

  對於高溫密封材料,應該具有耐熱強度高、抗蠕變性好、耐松馳強度高、高持久強度及耐腐蝕性好等優點。在高溫下工作的密封裝置其工況是比較特殊的,作為高溫密封常用的密封材料金屬,發生蠕變以後,溫度越高,漏泄也越厲害。通常,在接觸型密封裝置中,密封材料許用溫度的極值不僅受耐熱性的限制,更主要的是受一定溫度下許用變形極值的限制。目前常用的高溫密封材料金屬陶瓷,則具有化學和熱力學的綜合特性;以石棉為基體的填料密封材料,在770K(493℃)高溫下仍具有良好的熱穩定性;對於複合密封材料,在高溫下的使用關鍵是熱脹繫數不能太大,線性尺寸變化太大是導致這類密封材料密封失效的主要原因之一;對於聚合物密封材料,其主要缺點就在於熱穩定性差,從2o世紀70年代始,耐熱聚合物密封材料的研究開發受到人們的重視,其主要研究方向是在有機硅聚合物和雜鏈聚合物的基體上進行填充和增強,常用的組分主要有玻璃纖維碳纖維、硼纖維等;目前所研製的石棉塑料和石墨塑料則可在溫度高達570K(229℃)的情況下使用;而氟橡膠的極限工作溫度可達600K(327℃),長時間使用的工作溫度可達550K(277℃),耐寒性為175K~200K(—102℃~73℃)。

參考文獻

  1. 鐘惠國.密封材料的性能對密封件壽命的影響[J].中國科技縱橫,2010(11)
  2. 雷光山.密封材料的性能對密封件壽命的影響[J].機械工程與自動化,2006(4)
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