密封墊圈的特性與分類及選用
1、密封墊的泄漏現象
一般墊片的泄漏現象有四種形式:界面泄漏、滲透泄漏、擴散泄漏、破壞泄漏。
界面泄漏 :界面由于墊片壓緊不夠、法蘭結合面光潔度不當、法 蘭變形等均會 在密封界面上產生泄漏。對于界面世漏,采用軟墊料夾緊在法蘭面中可防。
滲透泄漏 :由于軟材料的材質大都是纖維,容易被介質浸適,特別是壓力作用。由于毛細現象,介質會滲透到低壓側來,形成滲透。
擴散泄漏 :在濃度差的推動下,介質通過密封間隙或密封材料的毛細管產生的物質傳遞而產生泄漏 。擴散是分子運動的結 果,且不是單向的。在密封壓差極小或真空狀 態,或密封氮、氫等滲透性物質,以及劇毒、放射性物質時要特別注意滲透和擴散兩種泄漏。
破壞泄漏 :在密封部位工作條件比較惡劣, 熱變形大,經常受振動、沖擊,安裝不當,緊固力過大,重復多次使用,壓縮變形,內應力集中,超過疲勞強度而破壞,材料老化、變質等均會造成破壞泄漏。這種泄漏造成影響最 大,危害也大,要加強 防范。
2、密封墊密封機理
密封墊的作用,是由密封材料對于接合表面的接觸壓力和對于緊固外力的彈性回復力所共同形成的對內部介質阻斷作用而產生的。
3、密封墊的分類與結構形式
密封墊分為非金屬密封墊非金屬 與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類,其材料常見的有橡膠、皮革、石棉板、軟木、聚四氟乙烯、馬口鐵、鋼、鋁、銅及不銹鋼等。
4、密封墊的選用
密封墊的選用原則:根據工作壓力,工作溫度,密封介質的腐蝕性及結合密封面的形式來選用。一般來說,在常溫低壓時,選用非金屬軟蜜密封墊;中壓高溫時,選用金屬與非金屬組合密封墊或金屬密封墊;在溫度,壓力有較大的波動時,選用彈性好的或自緊式密封墊;在低溫,腐蝕性介質或真空條件下,應考慮具有特殊性能的密封墊。
法蘭形式的影響:法蘭形式不同,要求使用的墊片也不同。光滑面法蘭一般只用于低壓,配軟質的薄密封墊;在高壓下,如果法蘭的強度足夠,也可以用光滑面法蘭,但應該用厚軟質墊,或者用帶內加強環或加強環的纏繞密封墊。在這種場合,金屬墊片也不適用,因為這時要求的壓緊力過大,導致螺栓較大的變形,使法蘭不易封嚴。如果要用金屬墊片,則應將光滑面縮小,使其與墊片的接觸面積減小。這樣,在螺栓張力相同的情況下,縮小后的窄光滑面的壓緊應力就會增大。
5、墊片的特性及選擇
石棉橡膠板:石棉橡膠板是由重量比為60-80的石棉和10-20的橡 膠作為主要成份,加入填充劑、硫化劑壓制而成。使用溫度一般推薦在 300℃以下使 用,原因就是溫度增高,會影響到介質對石棉橡膠板的作用,特別是介質為橡膠溶劑和腐蝕性化學品時,溫度的增高會加速橡膠膨 脹和腐蝕 。它的使用公稱 壓力一般為0.25-2.5MP a石棉橡膠板纖維之間存在微小間隙,在壓力作用下易出現滲透泄漏,雖然可提高壓緊力來克服,但過高 的壓緊力又會使墊片失去回彈性,造成密封失效。氣體比液體更易泄漏,所以對真空和有毒介質密封時, 不要選用石棉橡膠板。
橡膠:
1.氯丁橡膠(CR)是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子,所以與其他通用橡膠相比:它具有優良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,著火后能自熄,耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優點;其物理機械性能也比天然橡膠好,故可用作通用橡膠,也可用作特種橡膠。主要缺點是耐寒性較差,比重較大、相對成本高,電絕緣性不好,加工時易粘滾、易焦燒及易粘模。此外,生膠穩定性差,不易保存。使用溫度范圍:約-45℃-+100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護套及各種防護套、保護罩;耐油、耐化學腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里;耐燃的地下采礦用橡膠制品,以及各種模壓制品、密封圈、墊、粘結劑等。
2.丁基橡膠(IIR) 是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。 最大特點是氣密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐熱性較高,長期工作溫度可在130℃以下;能耐無機強酸(如硫酸、硝酸等)和一般有機溶劑,吸振和阻尼特性良好,電絕緣性也非常好。缺點是彈性差,加工性能差,硫化速度慢,粘著性和耐油性差。使用溫度范圍:約-40℃-+120℃。主要用作內胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、化工設備襯里及防震制品、耐熱運輸帶、耐熱老化的膠布制品。
3.丁晴橡膠(NBR)丁二烯和丙烯晴的共聚體。特點是耐汽油和脂肪烴油類的性能特別好,僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯和氟橡膠,而優于其他通用橡膠。耐熱性好,氣密性、耐磨及耐水性等均較好,粘結力強。缺點是耐寒及耐臭氧性較差,強力及彈性較低,耐酸性差,電絕緣性不好,耐極性溶劑性能也較差。使用溫度范圍:約-30℃-+100℃。主要用于制造各種耐油制品,如膠管、密封制品等。
4.乙丙橡膠(EPM\EPDM)乙烯和丙烯的共聚體,一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優異,居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學性、沖擊彈性很好,耐酸堿,比重小,可進行高填充配合。耐熱可達150℃,耐極性溶劑-酮、酯等,但不耐脂肪烴和芳香烴,其他物理機械性能略次于天然橡膠而優于丁苯橡膠。缺點是自粘性和互粘性很差,不易粘合。使用溫度范圍:約-50℃-+150℃。主要用作化工設備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業制品。
5.硅橡膠(Q)為主鏈含有硅、氧原子的特種橡膠,其中起主要作用的是硅元素。其主要特點是既耐高溫(最高300℃)又耐低溫(最低-100℃),是目前最好抗寒、耐高溫橡膠;同時電絕緣性優良,對熱氧化和臭氧的穩定性很高,化學惰性大。缺點是機械強度較低,耐油、耐溶劑和耐酸堿性差,較難硫化,價格較貴。使用溫度:-60℃~+200℃。主要用于制作耐高低溫制品(膠管、密封件等)、耐高溫電線電纜絕緣層,由于其無毒無味,還用于食品及醫療工業。
6.氟橡膠(FPM)是由含氟單體共聚而成的有機彈性體。其特點耐溫高可達300℃,耐酸堿,耐油性是耐油橡膠中最好的,抗輻射、耐高真空性能好;電絕緣性、機械性能、耐化學腐蝕性、耐臭氧、耐大氣老化性均優良。缺點是加工性差,價格昂貴耐寒性差,彈性透氣性較低。使用溫度范圍:-20℃-+200℃。主要用于國防工業制造飛機、火箭上的耐真空、耐高溫、耐化學腐蝕的密封材料、膠管或其他零件及汽車工業。