机械密封常用材料及选择
机械密封常用材料及选择

在石油、化工等许多工业中,由于机泵的工作介质繁多和工作条件苛刻,如高速、高压、高温、强腐蚀、高精度、含固体颗粒等,为了确保“安、稳、长、满、优”地生产,在根据使用要求选择或设计机械密封时,除了选择合适的密封结构和密封系统以外,还必须对机械密封用材料加以重视,必须根据具体的用途、介质性质和工作条件,正确选择密封副、辅助密封圈、弹簧元件及其他零件的材料,这对保证机械密封的正常工作、延长其使用寿命、降低成本都起着非常重要的作用。

密封副材料及选择
密封副材料是指动环与静环的端面材料。根据统计,机械密封的泄漏大约有80%~95%是由于密封副造成的,除了要保证密封面平行之外,主要是密封副材料问题。因此,正确选用密封副材料,可以保证机械密封长寿命地、稳定地运转。
在机械密封中密封副材料应具备下列条件:机械强度高,能耐压和耐压力变形;具有耐干磨性、耐高负荷性,自润滑性能好;配对材料磨合性好,无过大的磨损和对偶腐蚀;耐磨性好,寿命长;导热性和散热性好;耐高温性能好;抗热裂性能好(耐热冲击系数高);耐腐蚀性强,耐冲击;线胀系数小,耐热变形,尺寸稳定性好;切削加工性好,成型性能好;气密性好:密度小。

机械密封按密封面润滑方式可分为通过设备流动的工艺流体润滑密封面的传统的接触式机械密封、依靠工艺过程中分离出的冲洗流体冷却和润滑密封面的机械密封、依靠密封材料产生润滑的密封面干运转机械密封、依靠来自工艺过程或由外面引入的气体润滑密封面的机械密封四种类型。

大多数场合,对于一般介质采用密封副材料软对硬组合,在密封副中软材料密封面主要靠承磨台的磨合和自润滑性来维持,硬材料密封面靠耐磨台的高精度来维持。浸渍树脂或金属的石墨材料,其导热性和自润滑性都很好,应优先考虑选用,强氧化性介质应选用陶瓷材料,强腐蚀介质应选用填充聚四氟乙烯,只有对于特别的含硬固体颗粒介质,才采用密封副材料硬对硬组合,如碳化钨-碳化钨。

密封面软材料
①石墨
密封面软材料中应用最普遍的是石墨,它具有化学惰性、回弹性、尺寸稳定性、气液不透性且耐温、质轻。在密封副中应用的烧结石墨有两种:碳石墨和电化石墨。碳石墨又包括烧结碳石墨(浸各种浸渍剂的)、树脂结合碳石墨、硅化石墨。碳石墨材料可以模压、加工到紧密配合尺寸,浸渍、涂覆并粘接或热装到座圈上,具有良好的自润滑性和良好的导热性,具有良好的耐腐蚀性(但不耐强氧化介质如沸腾浓度大的硝酸),具有抗热冲击性和低的摩擦因素,成本比较低。

聚四氟乙烯
用作密封面软材料的树脂类材料主要包括聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯和酚醛树脂。
聚四氟乙烯有自润滑性、良好的耐腐蚀性、很高的耐热性和耐磨性,动、静摩擦因数均低于0.4,常用于干摩擦、极低温、强碱溶液和有机溶剂中,但是它的热导率低且耐热性差,在摩擦热作用下密封面会热变形,故通常用在轻载荷,并与高纯度氧化铝配对使用,或者加入各种填充剂,成为填充聚四氟乙烯。在碳石墨受化学侵蚀的场合,采用加填充剂的聚四氟乙烯作为密封面软材料。

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