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          機械密封輔助密封材料及選擇

          輔助密封包括動、 靜環的密封圈, 大都做成O形圈、 V形圈、 矩形圈、 楔形圈或梯形圈。

          它們的作用主要是: 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, 以保證動、 靜環端面良好的貼合。

          輔助密封密封圈的材料主要有彈性體 (如橡膠) 、 塑料 (如四氟乙烯) 、 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) 。

          輔助密封圈材料的物理和機械性能的要求與密封面材料有關。

          1、合成橡膠

          橡膠輔助密封圈是使用***廣的一種輔助密封圈。常用的橡膠密封圈材料有丁腈橡膠、 氟橡膠硅橡膠、 氯丁橡膠等。

          (1) 丁腈橡膠NBR   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成若干種: 低丙烯腈 (丁腈-18) 、 中丙烯腈 (丁腈 -26) 和高丙烯腈 (丁腈-40) 。丙烯腈含量越高, 它的耐油性越好, 抗張強度、 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卻增大, 耐蝕性也受到影響。彈性和耐寒性也會變差。丁腈橡膠不耐撓屈, 抗撕裂性也較差。一般丁腈橡膠密封圈中的丙烯腈含量為26%~50%。

          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它油類的設備。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) 、 芳烴、 脂、酮、 醚、 鹵代烴等腐蝕。

          ***近, 研制了氫化丁腈橡膠 (HNBR) , 其性能優于丁腈橡膠。使用溫度范圍為-40~150℃, 耐油性比丁腈橡膠好, 耐硫化氫比氟橡膠好, 在 200℃蒸汽中使用僅次于乙丙橡膠。

          (2) 氟橡膠FPM   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, ***高使用溫度為200℃。

          國內氟橡膠中應用***廣的是含氟烯烴共聚物, 主要有氟-23型和氟-26型。

          23型氟橡膠由偏氟乙烯與三氟氯乙烯在常溫及3.3MPa左右壓力下用懸浮聚合法制得的一種無定形橡膠狀共聚物。23型氟橡膠相當于國外Kel- F氟橡膠,可用于強酸。

          26型氟橡膠有兩種: 氟橡膠-26, 系偏氟乙烯與六氟丙烯的乳液共聚物, 相當于國外Viton氟橡膠; 氟橡膠-246系偏氟乙烯、 六氟丙烯與四氟乙烯的三元共聚物。

          近年來, 研制出全氟橡膠 (FFKM全氟高聚彈性體) , 相當于國外Kalrez全氟橡膠。它的抗老化性能優良, 在260℃下使用 112天后無明顯老化現象??箯垙姸热员3衷瓉淼?0%左右, 可在288℃下連續使用, 310℃下短時使用。它的耐油性、 耐磨性和耐混合有機物腐蝕性能良好, 但其膨脹系數近于丁腈橡膠的兩倍 (320*10-6/K) , 且不適于零度以下用使用。

          (3) 硅橡膠MVQ   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。硅橡膠是由二甲基硅氧烷與其它有機硅單體, 在酸性或堿性催化劑存在下聚合成的一種極性高分子的聚合物。硅橡膠有很高的熱穩定性, 但它有極性, 易在酸堿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) 、 丙酮、 酮、 醚等有機溶劑。硅橡膠的扯斷強度和扯斷伸長率較小 (只有丁腈橡膠的1/3) 。

          ***近, 氟硅橡膠 (MFQ) 可廣泛用于汽油、 石油油品和溶劑。

          (4) 乙丙橡膠EPM   乙丙橡膠是由乙烯與丙烯聚合而成, 分為二元和三元共聚物。它特別能耐磷酸酯系液壓油、 酮、 醇溶液和酸堿, 同時又能耐高壓蒸汽, 耐候性和耐臭氧性好。但在礦物油和二酯系潤滑油中脹大, 因此不能在這些介質中使用。

          2、聚四氟乙烯PTFE

          聚四氟乙烯的耐熱、 耐油和耐腐蝕性能比一般橡膠好, 在機械密封中常用它做成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯塑料與橡膠比較, 具有較大的剛度、 較低的彈性和冷流性。聚四氟乙烯的膨脹系數高, 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范圍 (-150~250℃) , 極低的摩擦系數 (在低速下f=0.05~0.1) 和自潤滑性, 表面不粘結, 化學穩定性好, 能抗氯化物、三氟化氟硼、 高沸點溶劑、 酮、 酯、 醚、 沸騰的硝酸、 王水和氫氧化鈉、 氫氟酸等。***一會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 8)83時, 則會升華產生毒煙。

          3、其它材料

          用作輔助密封圈的其它材料有金屬、 填充聚四氟乙烯、 膨脹石墨 (柔性石墨) 、 石棉以及橡塑復合材料等。這些材料主要用在高溫場合。


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