分類套用
密封可分為靜密封和動密封兩大類。
靜密封靜密封主要有墊密封、
密封膠密封和直接接觸密封三大類。根據工作壓力,靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質較軟寬度較寬的墊密封,高壓靜密封則用材質較硬接觸寬度很窄的金屬
墊片。
動密封密封可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本類型。
其他按
密封件與其作相對運動的零部件是否接觸,可分為接觸式密封和非接觸式密封;按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封,端面密封又稱為機械密封。動密封中的離心密封和螺旋密封,是藉助機器運轉時給介質以動力得到密封,故有時稱為動力密封。
裝置種類
模壓成型
大多數橡膠密封件均套用此種成型方法,如各種擠壓密封、旋轉軸唇形密封、往復動唇形
密封圈、複合密封、薄膜密封、波紋管形密封等。
加工成型
如矩形密封、活塞環密封、同軸密封(或滑環組合密封)等。
板或條類型材
如橡膠、纖維增強橡膠、粘接
石棉纖維、芳族聚醯胺纖維等,板或條類型材多半用於密封襯墊或填料,橡膠作為石棉及其代用品的粘合劑,其中芳族聚醯胺纖維與加工成型的橡膠圈有時用於航天設備往復動密封。
膠與脂
密封膠是一種塗敷在兩結合面間,使之
膠接在一起,從而將泄漏縫隙堵塞的密封材料。密封膠是一種高分子密封材料。密封膠一般分為液態密封膠與厭氧膠兩類。液態密封膠的初始形態一般是具有流動性的粘稠液狀物,能容易地填滿接合面間的縫隙而形成(或者經過乾燥後形成)具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻而穩定的連續薄膜。而厭氧膠則在密封膠滲入兩接合面並與空氣隔絕時,在常溫下自行聚合固化而將兩接合面牢固地膠接和密封。現國內市場上的密封膠,其主要缺點為油脂耐溫低、粉料易固化粘附等,造成密封過程中耐溫差、易粘附於缸面,難以清除等缺陷,另外,還有保質期較短等缺點。
高溫密封膠具有良好的密封性能,又有良好的耐溫、耐壓、耐密介質等特點,使用方法簡便,常用於機電產品的靜止接合面間的密封,以及接合面較複雜的螺紋等的密封。高溫密封膠優異的耐溫性能,最高耐溫可達900℃;良好的耐壓性能,在蒸汽壓力下承受25Mpa,無密封環法蘭承受45Mpa,螺管接頭55Mpa;極好的密封性能,由於產品具有良好的塑變性,受熱不會固化,密封膜不會被破壞,從而保證了機件密封面的密封;產品易於清除,使用過的密封面可以用無水乙醇或丙酮輕易的擦去,而不會附著於密封面;高溫密封膠保質期較長,產品在正確儲存的情況下,我們保證兩年的適用期;使用壽命長,根據套用指導使用並正常運行時,對於
蒸汽輪機和
燃氣輪機,我們保證在機加密封面(對接接頭)的使用壽命在10年。潤滑;在高溫高壓下接觸酸、鹼、蒸汽等部位的密封和潤滑;高溫熱爐管道法蘭面、油氣田深井鑽具的耐高溫密封;特別適用於
超臨界以及
超超臨界容量火力發電機組的
汽輪機氣缸結合面的持久密封;套用於航空發動機、船舶用發動機及真空泵等斷面密封和潤滑;高溫熱管絲扣螺紋的密封。
密封脂則是一種輔助密封材料,它可配合密封材料解決密封泄漏或在衝擊、振動、交變負荷下的靜密封和低速一下的動密封。
液態膠
也即液態密封膠,它的初始狀態一般是具有流動性的粘稠液狀物。
分類
按液態密封膠的化學組成、塗敷後成膜形狀和套用場合等可分成許多類型。⒈按化學組份分類 可分為樹脂型、橡膠型、油改性型及天然高分子型。這種分類法能根據高分子材料的特性,推測出它的耐溫性、密封性和對各種介質的適應性。⒉按套用場合分類 可分為耐熱型、耐寒型、耐壓型、耐油型、耐水型、耐溶劑型、耐化學藥品型和絕緣型等。⒊按其塗敷後成膜性狀分類 可分為乾性附著型、乾性可剝型、非乾性粘型、和半乾性粘彈型4種。這種分類法是國內常用分類法。對製造者和使用者都很方便。中國液態密封膠已形成通用型、無溶劑矽酮型以及厭氧型、填隙型、浸滲型等密封膠體體系。
特性
液態密封膠本身呈液態,因此流動性好,能在金屬的接合面的窄縫中充滿縫隙,形成一種具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻的穩定的連續的薄膜,從而使在設備各部件的接合面之間起密封作用。液態密封膠在一定緊固力下密封性能好,耐壓、耐熱、耐油性能好。對介質(油、水)有良好的穩定性,對金屬不腐蝕,同時,它是液態狀,不像固體墊圈那樣在起密封作用時必須要有壓縮變形,因此也就不存在內應力、鬆弛、蠕變和彈性疲勞等導致泄漏因素,由於它具有流動性和觸變性,可以充滿接合面之間凹陷和縫隙,消除了固體墊圈在使用中出現的界面泄漏現象。密封膠是一種具有良好粘接彈性的物質,在受到振動、衝擊以及過度壓縮時,不會像固體墊圈那樣產生龜裂、脫落等破壞性泄漏現象。此外,密封膠製造工藝簡單,價格便宜,貯用方便,因此這是一種理想的機械產品靜密封材料。
機理
液態密封膠為什麼能在機械結合面的縫隙中起密封作用?我們可用一些通常為大家所熟悉的例子來理解它,例如實驗室用的玻璃乾燥器上蓋和主體之間塗一層凡士林,就能防止水、氣的侵入;實驗室用的滴定管旋塞塗上考克脂,即使旋鈕旋轉靈活,又起密封作用。液態密封膜的起始形態一般呈液態,但是塗敷成膜的最終形態又不一樣,所以必須結合它在結合面之間的性狀作具體的分析。例如,對於乾性附著型的液態密封膠來說,由於它們呈固態,而且粘彈性差,在受到外力緊固後的情況與固體墊片有些相似。因此必須結合分析固體墊片來探索其密封機理,乾性可剝型與乾性附著型除在最終狀態相似外,還表現出優良的粘彈性和受壓下的回覆能力。因此在密封機理上也不盡相同。而非乾性粘型的液和半乾性粘彈型密封膠在接合面之間的最終狀態是一種粘稠的物質,其密封機理還要考慮到粘性流動問題。人們分別用粘性流動理論和能量吸收理論來研究和探討密封膠的密封機理。但這些理論都是在理想工作狀態下來分析的,與實際狀況相比較還有距離,此處不作論述。
歸納起來,液態密封膠作用有以下五個效果
表面效果:固體墊片無論怎樣壓緊,也不會完全填滿接合面上的凹凸不平,在界面上總會存有間隙,而液態密封膠卻能將全部凹陷填平,呈現出良好的密封效果。粘附效果:液態密封膠呈液態狀,具有一定的粘性,對金屬接合面具有一定的粘附力,有利於密封。薄膜效果:處於接合面間的液態密封膠被螺紋緊固後,形成與間隙相同的薄膜,同時與表面十分吻合。根據單分子膜理論,越薄的膜,復原能力越大,越有利於密封。流動和耐壓:根據
帕斯卡原理,施加在靜止液體邊界上的壓力,將以同等大小向液體所有方向傳遞,處於接合面間的液態密封膠受到內壓作用後,除接合面產生彈性變形外,還會產生不可逆的
牛頓型粘性流動。當間隙很小時僅發生彈性變形,當間隙大時才發生流動,即開始泄漏。使用液態密封膠的金屬接合面,間隙一般都在0.1mm以下,而且液態密封膠又是
粘度很高的液體,很難發生流動,從而保持了密封性。容積變化和流動:固體墊片的防泄漏作用是靠墊片的壓縮而產生的彈性變形。而液態密封膠的防漏是在受壓和拉伸時容積發生變形,它不存在固體墊片的壓縮變形,從而也就沒有壓縮疲勞,彈性破壞,
應力鬆弛等現象,而且它總是與連線 界面粘附著的,所以能防止界面泄漏。
組成
在研究密封膠的組成之前,我們首先研究一下具備什麼條件的
粘稠狀液體.才能作為密封膠來用。一種實用的液態密封膠必須具備以下幾個條件:⑴填充性:當金屬表面很粗糙時,也能填充所有的凹陷,並對金屬表面有很好的浸潤性。⑵緻密性:在間隙中的液態密封膠本身是密緻的和柔韌的。⑶吻合性:與金屬表面有很好的粘附性,受振動時仍然粘附在金屬表面。⑷連續性:成膜必須是連續的。⑸高粘度:膠液粘度要高,並且隨溫度的變化要小。⑹穩定性:膠液本身對金屬不腐蝕,對密封的介質穩定,不發生化學反應。⑺適應性:適應外界
環境介質和溫度條件變化,不因外界條件發生變化而失去密封性。
性能
液態密封膠在使用過程中,它的密封性能優劣除與本身的性質有關外,工作條件對它的影響也很大,主要有:溫度:液態密封膠的基體大都是
高分子聚合物,這些聚合物都有不同的使用溫度範圍,因此使用時必須加以選擇。液態密封膠的耐熱性可用其膠液的熱分解溫度或軟化溫度來表示,密封膠的耐熱性取決於聚合物的耐熱性,聚合物的耐熱性高,膠的耐熱性也高。乾燥時間:大多數通用型液態密封膠都含有溶劑,溶劑揮發完全與否對它的密封性能影響很大,膠液塗在接合面後,過遲或過早連線緊固都會降低其密封性能。一般而言,對乾性可剝型密封膠,連線緊固前要涼乾2~3min,對含有溶劑的非乾性粘型、半乾性粘彈型,則需要3~6min。而矽酮型和厭氧型液態密封膠都不含溶劑,無需有乾燥時間,但矽酮密封膠固化時必須吸收空氣中微量水份才能起密封作用,這個過程對矽酮密封膠而言稱為“吸濕”過程。緊固扭矩:接合面被緊固時,緊固力越大,接合面間隙就越小,膠液在間隙中的流動性越差,同時膠液對金屬的粘附力越大,因此膠的耐壓性越高。接合面形狀:接合面的形狀大小、寬度、所用螺栓個數等,對密封膠的密封性能也有才很大的影響,可概括以下幾點:⑴如果
法蘭接合面面積受壓一定,法蘭內徑越小,液態密封膠的耐壓力越高。⑵如果法蘭接合面內徑和單位面積承受壓力一定,則法蘭接合面越寬,膠的耐壓力越高。⑶任意法蘭單位面積承受壓力越大,即緊固扭矩越大,則膠的耐壓力越高。⑷如果法蘭接合面內外徑同時變化,接合面單位面積承受壓力保持一定,當法蘭接合面外徑面積變化大於內徑面積變化時,則膠的耐壓力越高。⑸密封膠的粘力越大,則膠的耐壓力越高。表面粗糙度:如果連線面很平,表面粗糙度越低,膠的耐壓力就越高。但表面粗糙度過低,膠液易於變形和流動,承受壓力後膠液易被擠出,不利於密封,但耐壓性降低。因此表面粗糙度在Ra 6.3~Ra 0.63為宜。這樣還可降低加工費用。不平度:如果接合面本身不平,連線緊固後,膠液在接合面間的厚度不一樣,厚度較大處的膠液流動時所遇到的摩擦阻力小,容易變形,在介質壓力作用下,易產生泄漏,膠的耐壓性降低。保壓時間和耐壓力:液態密封膠在使用過程中,短時間內可承受較高的壓力,隨著保壓時間的延長,耐壓.力有所下降,但到2小時後耐壓力又趨向穩定。液態密封膠與固態墊片合用:在通常情況下,接合面間隙在0.1mm以內,通用型液態密封膠可以單獨使用;當間隙超過0.1mm或工作條件較苛刻時,可將通用型液態密封膠與固體墊片並用,其密封效果更好。在兩者並用的情況下,固體墊片主要起著防止接合面因間隙過大而發生的泄漏,而液態密封膠則起著充滿接合面凹陷的作用。耐介質性能:選用液態密封膠時,要考慮它對接觸介質的穩定性,這種穩定可用重量變化率來衡量,通常重量變化率在±10%以下可認為是穩定的。
厭氧膠粘劑
厭氧膠全稱厭氧性密封膠粘劑,是一種既可用於膠接又可用於密封的膠。其特點是厭氧性固化,即膠在空(氧)氣中呈液態,當滲入金屬(非金屬)工件的縫隙。與空氣隔絕時,常溫下就自行聚合固化,使工件牢固地膠接和密封。
厭氧膠的主要優點有:⒈使用方便,不用配比調混,沒有操作時間的限制,余膠露在空氣中不會固化,除去方便;⒉常溫固化,節約能源;⒊浸滲性好,能填滿細微的縫隙;⒋固化後無明顯收縮,有極好的密封性;吸振防松性能好;⒍不含溶劑,無公害;⒎固化的膠具有良好的耐介質性能;⒏可膠接多種金屬和非金屬材料,有一定的膠接強度,而又可拆卸;⒐膠層有防鏽、絕緣和防止電偶腐蝕作用;⒑貯存期都在一年以上。這些優越的性能適用於機電產品的鎖緊、密封、粘接固持和鑄件微氣孔滲補等多種用途。因此,厭氧膠得到日益廣泛套用。
厭氧膠分類
厭氧膠由多種成分組成,改變其中某個成分,都有可能獲得新的性能。因此,厭氧膠有眾多的品種。為方便選膠,需要恰當地分類。沿用的分類方法有按膠的單體種類分;按膠的粘度和膠接強度分和按膠的用途分。隨著厭氧膠品種的開發,套用範圍逐漸擴大,膠的分類方法轉向以主要用途來劃分。就當前厭氧膠的主要用途而言,可分為下列六類:
緊固件鎖緊;管道接頭密封;平面密封取代墊圈;粘接固持;浸滲補漏和維護修理。
緊固件鎖緊
緊固件螺紋用厭氧膠鎖緊防松是厭氧膠最早的套用領域,膠液能填滿螺紋嚙合處的全部縫隙,擠出空氣而“絕氧固化”,在螺紋配合面形成不溶的高聚物,有極好的吸振防松作用,嚙合的螺紋仍可用常規工具拆卸,並可再次塗膠組裝。這種鎖緊防松的措施要比常用的機械方法簡單可靠,而且費用比普通的彈簧墊圈低,鎖緊的螺紋還有很好的密封性。國外已形成等級齊全的鎖緊用厭氧膠系列,能適應從眼鏡架上的小螺釘到巨型沖床的雙頭螺栓的鎖緊需要,套用範圍很廣。⑴用於調整螺釘的鎖緊:有
繼電器、熱電偶、汽車汽化器、電器開關、儀表、工具機等產品的調整螺釘。⑵用於螺栓副的鎖緊:可取代各種機械防松方法,套用範圍幾乎遍及各類機械產品,尤其是用在振動大的
空壓機、鑄造機械、風動工具、
汽車發動機、柴油機、帶鋸、沖床、電器開關以及建築、礦山機械等。加拿大還用在鐵路路軌螺釘的防松,原來是幾天檢查一次,用膠後每六個月檢查一次。⑶用於雙頭螺栓的鎖緊、密封:可取代螺紋的過盈配合,廣泛用在各類
內燃機、壓縮機的缸頭螺栓,還用在沖床、液壓件、泵、工具機、以及飛輪、磨槍、壓輥等部件,(4}用於軍工產品的螺紋鎖緊;美國、日本、蘇聯、西歐各國軍工產品中廣泛使用厭氧膠鎖緊,一些軍工產品如黃蜂型直升飛機的發動機、斯貝型飛機發動機以及各種海軍艦艇的發動機等都有套用。⑸日用品螺紋的鎖緊;在國外,厭氧膠已成為生活用膠之一,廣泛用於日用品如眼鏡架螺釘、錄音(像)帶盒螺釘、
滑雪鞋螺釘,各種玩具的螺釘以及家用電器等。
管道接頭
利用厭氧膠固化形成的高聚物能充分填滿間隙的能力以及良好的耐介質性和耐溫性,厭氧膠已成為管道接頭理想的密封材料。有資料介紹國外用於鎖緊和密封的厭氧膠約占總銷售量的60%。它們的套用範圍很廣泛,可用於液壓管道和蒸汽管道,耐溫可達204℃,不含填料的管道密封厭氧膠可用在精濾裝置的液壓系統;可用在氟里昂為工作介質的冷凍管道的密封,並有可能取代錫焊。用厭氧膠密封管道接頭的產品包括:工具機、內燃機、建築與工程機械、儀表、電器、石油
化工機械、紡織機械、
廢氣處理設備、電鍍管線等各種氣、液、蒸汽和其它
管接頭。管接頭密封用厭氧膠的選用特性有:⑴較低的膠接強度對密封套用來說,膠接強度已不是主要測試的指標,為便於拆卸和保護螺紋,扭矩強度應控制得較低,牽出扭矩應接近於零。⑵較高的粘度為防止流淌,膠液大都有觸變性,加入適量的增稠劑,可提高粘度,提高其填隙和即時密封能力,管道密封用厭氧膠的粘度一般在50Pa·s以上。⑶固化速度不宜過快為適應某些管道接頭在總裝時位置還需要作微量調整的需要,常要求塗膠後數小時內還可稍移動
管螺紋位l置,仍能保持密封。因此,某些專用厭氧膠的完全固化時間甚至超過72h。對某些既需密封又需一定膠接強度的管接頭的密封,則可選用填隙能力較好的、中等強度的粘固用膠或高強度的鎖緊用膠。
厭氧膠
厭氧膠用在機械產品的法蘭平面或箱體結合平面的密封,可以取代通常採用的紙、石棉、橡膠、塑膠等固態墊圈。厭氧膠既能填滿密封面的全部縫隙、又能使結合面達到彼此貼實。固化後的膠層是緻密的高聚物,對接合面有一定膠接作用,因此,能有效地防止密封面的泄漏。這種膠使用非常方便,能隨意塗成各種形狀,被稱為“牙膏管內的萬能墊圈”,很受用戶歡迎。國外已發展了多種品種,有不同的填隙和密封能力,還研製了固化後有彈性的柔性密封厭氧膠。套用範圍也很廣,如用在各類泵、空壓機的法蘭面;內燃機的
齒輪箱、曲軸箱等箱體的接合面;汽車拖拉機的減速箱、差速器、進氣管等的接合面以及各種管法蘭等平面的密封。平面密封用厭氧膠的選用特性有:⑴低的膠接強度拆裝時用楔子能方便地將密封的接合面分開。⑵足夠的填隙能力法蘭和箱體接合面的密封面積大,不易造得很平,組裝後會有一定縫隙,用填隙能力差的厭氧膠種往往會因空氣隔絕不盡而不能完全固化,達不到密封的目的。因此要求平面密封用膠有較大的粘度(大於50Pa·s),有觸變性,能堆垛成條,填隙能力不低於0.2mm。⑶有較好的可剝性拆裝時,固化的膠層最好能方便地剝落,余膠清理方便,不影響再次組裝的精度。⑷希望膠層有一定回彈性固化後膠層最好是柔性的,有一定延伸率和彈性,有利於振動條件下長期工作,並能承受冷熱交變的惡劣工況。
粘接固持
厭氧膠用於套(嵌)接結構可起到
結構膠的作用,因此能取代部分壓配合、鍵、鉚、焊等
機械聯接。工件套(嵌)接組裝時厭氧膠能滲入全部縫涼,固化後使工件100%接觸,達到粘接固持,兼有防松、密封的作用,並可將工件組裝配合從壓配合改為滑配合,加工精度、光潔度都可以適當降低,還消除了壓裝時引起的變形,提高了組裝精度,因此,有一舉多得的作用。對於過盈配合量不大的軸承、
襯套,改用厭氧膠粘固尤為合適。這對薄壁、高速、精密的軸承,意義更為突出,還有助於降低噪音和、振動。粘固用厭氧膠也有各種強度和粘度等級,以滿足不同工件的要求,國外主要套用在各種軸承、襯套的粘固,取代壓配合;齒輪、皮帶輪、
手輪、凸輪和軸的粘固取代鍵或壓配合;小型電機轉子和軸的粘固,柴油機缸套、水堵的粘固;散熱器管子粘固取代
釺焊;電器、儀表的各種套(嵌)件的粘固,以及用於加強原有的鍵、銷等機械聯接。國內還用在沖模、
量具、刀具的粘固,輕紡機件的枯固。粘固用厭氧膠的選用特性有:⑴要有一定的膠接強度粘接固持套(嵌)接件要承受一定外力,因此,作為粘固用厭氧膠其膠接
剪下強度一般應大於15MPa。對軸承、襯套等輕載常換件的粘固則可選用較低強度的膠,以便於拆裝。⑵要有合適的粘度套(嵌)接配合的間隙對膠接強度影響很大,一般講,間隙小,膠接強度高。粘固用膠一般粘度較低,如50~100MPa·s,適應小間隙的需要。若用於間隙較大的套(嵌)接件,為避免膠液流失,也可選用粘度大到幾個Pa·s的膠。
浸滲補漏
厭氧膠有極好的滲透性,能滲入微小孔隙,擠去空氣,自行固化形成高聚物將小孔堵塞。利用這一特性,實現了鑄件、壓鑄件、焊縫、多孔件(如粉末冶金件)等的微氣孔的滲膠密封補漏。用厭氧膠真空浸滲或局部浸滲工藝消除微氣孔滲漏,在國外已作為成熟工藝廣泛套用。在國外,受壓鑄件有微氣孔滲漏的約占20%,國內有高達40%的,其中大部分可用厭氧膠滲補修復,因此,滲補是一項經濟效益很高的新技術。國外已用在各類鑄件如泵、壓縮機、內燃機缸頭、化油器、電器件以及槍枝等的微氣孔滲補。工件材料可以是鋼、鐵、鋁、鋅、鎂等,還用在各類粉末冶金件和其它燒結製品的浸滲密封,以便作為受壓工件或進行電鍍。國內已將厭氧膠局部浸滲試用在壓縮機、各種閥門、柴油機部件、
石油機械等產品。浸滲用厭氧膠的選用特性有⑴優異的滲透性這類膠要求有很低的粘度(7~20MPa·s),對各種材料鑄件有優良的濕潤性,能滲透並充滿微氣孔。⑵有配套的封口劑封口劑能使進入微氣孔的膠液不外泄,孔口很快封閉,促使孔內膠液快速固化。⑶能與水形成乳化液、便於清洗一般的厭氧膠液能溶於有機溶劑,而浸滲用厭氧膠應能和水乳化,便於浸滲後工件上的余膠用水洗去。⑷有良好的穩定性和再生能力用於真空浸漬的厭氧膠,因為工件浸入膠中,所以要求膠有很高的穩定性,對金屬離子不敏感,並有不斷再生活化的能力。
維護修理
厭氧膠使用工藝簡便,室溫固化,定位時間不長,很適用於機械的現場維護和應急修理。上述各類厭氧膠都可用於維修,但為滿足維修工作的特殊需要,國外已提供了維修用厭氧膠,其特點為:⑴可用於油麵、髒面:維修中往往難以徹底清除油污。⑵快速定位、快速固化:定位時間從幾十秒到數分,半小時能達到總強度的50%,滿足了應急的需要。⑶能膠接多種材料:包括各種金屬、玻璃、陶瓷、木材、塑膠、橡膠等。⑷較大的填隙能力:適用於配合面因腐損等各種原因加大的間隙的膠接。
特性
厭氧膠是一種單一組份、不含溶劑的膠液,含有單聚物和游離基,與空氣接觸時,氧對游離基有較大的阻聚作用,故厭氧膠能保持其液態或漿狀;但當處於兩金屬之間時,因空氣被隔離並且與金屬接觸,游離基引起單體聚合變為高聚物,從而自行固化成為一種堅韌的熱固型塑膠。因此其主要特點有:⒈具有各種不同粘度、不同強度和抗剪力的品種,用戶可根據不同要求進行選擇採用。⒉快速固化,並具有優良的耐溶劑、耐燃料油、汽油、耐低溫性、密封耐壓等性能。⒊厭氧膠為單組份,不含溶劑,無公害,不污染環境。⒋厭氧膠呈膠液狀,流動性和潤滑性好,塗敷容易濃縮率小,燃燒性低,貯用方便。
總結
密封問題無泄漏是化工設備的永遠追求,正是這種要求促成了磁力泵和
禁止泵的套用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走,比如磁力泵隔離套和禁止泵禁止套的壽命問題、材料的孔蝕問題、需要耐腐蝕的密封好材料,靜密封的可靠性問題等等。現就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下:1.密封形式 對於靜密封來說,通常只有密封墊和密封圈兩種形式,而密封圈又以O型圈套用最廣;對於動密封,化工泵很少採用填料密封,以機械密封為主,機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型適用於高壓介質的密封(通常指壓力大於1.0MPa),雙端面機封主要用於高溫、易結晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發的介質,雙端面機封應向密封腔中注入隔離液,其壓力一般高於介質壓力0.07~0.1MPa。2.密封材料化工泵靜密封的材料一般採用氟橡膠,特殊情況才採用聚四氟材料;機械密封動靜環的材料配置較為關鍵,並不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也並不合理,所以最好根據介質特點區別對待(註:
美國石油學會API610第八版對機械密封和管路系統的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規定)。
發展動向
嚴酷環境
隨著機械產品使用條件的日益嚴酷、對
橡膠密封製品的使用條件也提出了更高的要求,例如在航天、航空工業、石油及礦山工業、工程機械及交通運輸工業、能源工業等使用膠密封,往往要適應較寬的溫度環境及高壓、砂塵等嚴酷環境。據1984年國際橡膠會議資料,汽車、拖拉機中的旋轉軸唇形密封圈使用條件已有了較大發展。由於使用條件的變更,將使
特種橡膠消耗量不斷增加,要求發展新型密封件,提高密封件的使用壽命及可靠性。旋轉軸唇形密封圈的工作壓力通常在0.1~3.5MPa,最高速度為15~20m/s。
流體動力型的最高速度可達25~32m/s。但在較高情況下,工作壓力稍低一些。往復動密封的系統壓力一般在20MPa以下,在航天、航空工業中使用的高性能組合密封,系統壓力可達56MPa。此時,最高工作速度為1m/s。隨著中國經濟建設的發展,已提出了開發在高寒、沙漠與水下等環境中使用的密封件的要求。
類型動向
擠壓型密封件:擠壓型密封特別是O型圈在密封件中一直套用廣泛。其他如X型、T型、D型、方形、三角形等型式,適合在不同場合下套用。改進的方向是使其密封性能穩定可靠,提高其耐壓能力,降低
摩擦力。也可以和低摩擦的塑膠如聚四氟乙烯、尼龍的滑環與支承環形成組合密封。提高其耐壓力及降低摩擦力。有一些製造廠的產品許可達到速度7.5m/s,密封壓力5.6MPa。
往復動唇形密封:
往復動唇形密封又稱唇形襯墊或皮碗,相當廣泛地套用於液壓系統的往復
油缸動密封。這種密封受壓面呈唇形,在安裝時有極小過盈,使唇緣與密封面充分接觸產生密封作用。當油缸工作時,隨著壓力的升高,其接觸力與接觸面積增加,從而密封性提高。而在油缸回程時,壓力隆低,接觸面積與摩擦均低於工作行程,因此產生呼吸作用,潤滑唇口。往復動密封的型式很多,常見的有J型、L型、U型、V型與Y型等。還有各種組合及複合密封。如彭形、蕾形、多唇形密封等。在高壓下的必須防止擠出,選用具有足夠抗撕強度、硬度與模量。或是帶有支承環進行保護,或是採用增強的彈性體。一些高壓、高速或高溫下使用的密封往往使用複合組合式密封。它們的共同特點是有兩個唇口與油缸壁接觸。密封部位中間設有凹槽,可以貯存介質,改善了潤滑性,唇損小,密封可靠,而用於
氣動系統的唇密封則要求在無油潤滑的狀態下工作,
接觸壓力,有的將防塵刮板與密封件做成一體的結構。
旋轉軸唇形密封:
相似結構的品種已不下200種。如流體動力型、內包骨架、裝配式、外露骨架、粘接聚四氟乙烯的AF型、雙模量回流型等等。外露骨架裝配式的優點是定位準確。同軸度高、導熱散熱條件好。在壓力和振動作用下穩定,因而有較高的使用壽命,同時節省膠料。雙模量回流型運用波形密封理論,通過在密封接觸部位增加一種低定伸、易變形材料,即可獲得回流效果,同時可降低產品設計與模具加工費用。剛性防水層與山牆、女兒牆 以及與突出屋面結構的接縫處,都應做好(柔性密封)處理。