近來很多企業向淄(zī)博偉恒閥門來電咨詢(400-832-1107)的時候,對閥門密封件問題(tí)不是很清楚,自己的(de)工況适合何種密封件是偉恒閥門經常要給廠家(jiā)普及的問題,在此小編特意整理了(le)下關于閥門常用密(mì)封件(jiàn)的介紹(shào)。希望對各企(qǐ)業有所幫(bāng)助。
常用密封件的(de)材質介紹
流體(氣體、液體(tǐ))的密封是各工業領域所必需的一門通用技術,不僅建築、石油(yóu)化工、船舶、機械制造、能源、交通、環境(jìng)保護等工業離不開密封技術(shù),航空、航天(tiān)等尖端工業也與密封技術緊(jǐn)密相關。密封技術應用的領域十分(fèn)廣泛,凡是涉及流體的儲存、運輸、能量轉換的裝置都存(cún)在密封問題。
密(mì)封技術的重要(yào)性(xìng)
密封失效造成的(de)後果是十(shí)分嚴重的,輕者“跑、冒(mào)、滴、漏”造成能源(yuán)和資(zī)源(yuán)的(de)浪費,重者會使(shǐ)操縱失效,甚至産(chǎn)生火災、爆炸、環境污染等後果危及人身安全(quán)!據初步統計機械設備及(jí)武器裝備的質量事故中1/3以上是由(yóu)于密封失效引起的,其中造成嚴重後果的如:美國(guó)挑戰号航天飛機推進器O形密封圈出現故障造成的機(jī)毀人亡;俄羅斯聯(lián)盟号宇(yǔ)宙飛船燃料艙洩露數名宇航(háng)員死于非命;我國東方紅三号宇航衛星升空後管路洩露無法正常(cháng)工作。這就是現在的機械制造企(qǐ)業為什麼不惜成本選用優質密封産(chǎn)品的原因。
密封(fēng)材料(liào)的發展
随着科學技術的發展,密封(fēng)結構(gòu)的工作條件更加苛刻。由于被密封的流體的(de)溫度,壓力及腐(fǔ)蝕性大幅度提高,傳統的密封材料如毛氈、麻絲、石棉絲、油灰等已不能(néng)滿(mǎn)足使用要求,其逐漸被橡膠及(jí)其它合(hé)成材料所代替。橡膠等合成材料一般為高分子聚(jù)合物,在大分子鍊上帶有不同特征的官能團(如:氯(lǜ)、氟、氰基、乙(yǐ)烯基、異氰酸基、羟基、羧基、烷氧基等)成為活性交聯點。在催化劑(jì)、硫化劑、或高溫、高(gāo)能射線作用下,大分子由線性結構、支化結構轉變成空間網狀結構,這(zhè)個過程稱(chēng)為硫(liú)化。硫化後的橡膠(jiāo)或其他合成材料,大分子(zǐ)失去原有的(de)流動性,稱為具有高(gāo)彈變形的彈性體。常用的橡膠及合成材料(liào)有:天然橡膠、丁苯橡膠(jiāo)、氯丁膠、丁氰橡膠、乙丙橡膠、丁基(jī)橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠(jiāo)、氟橡(xiàng)膠、矽橡膠等。
測(cè)定密(mì)封材(cái)料(liào)優劣的性能指标
1、拉伸性能(néng) 拉伸性能(néng)是密封材料首先要考慮(lǜ)的性能,包括:拉伸強(qiáng)度、定伸應力、扯(chě)斷伸長率和扯斷永久變形量。拉(lā)伸強度是試樣拉伸至斷裂(liè)的最大應力。定(dìng)伸應力(定伸模量)是在(zài)規定伸長時達到的應力。伸長率是試樣受(shòu)規定的拉(lā)伸力時(shí)引起的變形,用伸長的(de)增量與(yǔ)原長之比。扯斷伸(shēn)長率(lǜ)是試樣拉斷時的伸長(zhǎng)率。拉斷永久變形是試樣拉伸斷裂後(hòu)标線之間(jiān)的殘餘變形。
2、硬度(dù) 硬度表示密封材料抵抗外(wài)力壓入的能力,也是(shì)密封材料基(jī)本性能之(zhī)一(yī)。材料的硬度在一定(dìng)程度上與(yǔ)其他性能相關(guān),硬度(dù)越高相對來說強度(dù)越大,伸長率越小(xiǎo),耐磨性能越好,而耐低(dī)溫性能越差。
3、壓縮性能 橡膠密封件通常處于(yú)受壓縮狀态,由(yóu)于橡膠材料的黏彈(dàn)性,受(shòu)壓縮(suō)時壓力會随時間減(jiǎn)小,表現為(wéi)壓縮應力松弛(chí);除(chú)去壓力後不能回複原(yuán)來形狀(zhuàng),表現為壓縮永久變形。在高溫和油類介質中這種現象更為明顯,該性能(néng)直接關系到密(mì)封制品的密封能力的持久性。
4、低溫性能 用來衡量橡膠密封件低溫特(tè)性的(de)指(zhǐ)标,下面介紹兩種測試低溫(wēn)性能的方法:低溫(wēn)回縮溫度:把密封材料拉伸至一定(dìng)長度,然後固定,迅速冷卻到凍結溫度以下,達到平衡後松開試片,并(bìng)以一定的速度升溫,記錄式樣(yàng)回縮10%、30%、50%和70%時溫度分别以TR10、TR30、TR50、TR70表示。材料标準以TR10為指标,它與橡膠的脆性溫度有關。低溫撓曲性:使試樣在規定的低溫下冷凍到規定時間(jiān)後,按規定的角度(dù)往(wǎng)複彎曲,考察密(mì)封件在低溫下經過動(dòng)載荷的反複作用後密封(fēng)能力的優劣。
5、耐油或耐介質性能 密封材料除接觸石油基(jī)、雙酯類、矽酸脂油料外,在化學工業中有時還接觸酸、堿(jiǎn)等腐蝕介質。在這些介質中除受(shòu)腐蝕外,在高溫下(xià)還會導緻膨脹和(hé)強度降低,硬度(dù)的降低;同時(shí)密封(fēng)材料中的增塑劑和可溶性物質被抽出,導緻質量減輕,體積縮小,引起洩漏。一般(bān)在一定溫度下,在介(jiè)質中浸泡若幹時間後測(cè)定其質量、體積、強度(dù)、伸長率、硬度的變化來(lái)評定密(mì)封材料耐油或(huò)耐介質性能的優劣。
6、耐老化性(xìng)能 密封材料受氧氣、臭氧、熱、光、水分、機械應力(lì)作用後會引起性能(néng)變壞,稱為密封材料的老化。耐老化性(也(yě)成為耐候性)可用老化(huà)後式樣的(de)強度、伸長率(lǜ)、硬度的變化來表示,變化率越小耐老化性(xìng)能越好。
注解(jiě):耐候性是指塑(sù)料制(zhì)品因受到陽光照射,溫度變化,風吹雨(yǔ)淋等外界條件的影響,而出(chū)現的褪色,變色(sè),龜(guī)裂,粉化和強度下(xià)降等(děng)一系列老化(huà)的現象.其(qí)中紫外線照射是促使(shǐ)塑料老化(huà)的關鍵因(yīn)素。
常用密封材質(zhì)的介紹
1、丁氰橡膠(jiāo)(NBR)是丁(dīng)二烯與丙(bǐng)烯氰單體經乳液聚合(hé)合成的無規律共聚物,其分(fèn)子結構式為:—(CH2-CH=CH)m-(CH2-CH2- CH)n- CN
丁氰橡膠最早于(yú)1930年在德國開始研制,是丁二烯與25%丙烯氰的共聚物,由于其耐老化、耐熱、耐磨(mó)性能(néng)均優于天然橡膠,因此受到(dào)橡膠工(gōng)業的(de)重視。第二(èr)次世(shì)界大戰期間,随着武器裝備的迅猛發展,耐熱、耐油(yóu)的丁氰橡膠作為戰備物(wù)資,需求量(liàng)急劇增加(jiā)。至今已有20多個國家生産(chǎn)丁氰橡膠,年産量(liàng)56萬噸(dūn),占全世界合(hé)成橡膠總(zǒng)量的4.1%.由于具有優良(liáng)的耐(nài)熱、耐油和力學性(xìng)能,現在已成(chéng)為耐(nài)油橡膠的主體(tǐ)産品,占所有耐油橡(xiàng)膠需求量的80%左右。
丁氰橡膠在20世紀50年代取得了很大的發展,至今(jīn)已有(yǒu)300多個牌号,按照丙烯氰含量劃分,在18%~50%丙烯氰含量範圍内可分為:丙烯氰(qíng)含量>42%為極高氰品級,36%~41%為高氰品級,31%~35%為(wéi)中高氰品級,25%~30%為中氰品級,24%以下(xià)為低氰品級。工業上(shàng)使用量最大的是低氰品級的丁氰-18(結合(hé)丙烯氰含量17%~20%),中(zhōng)氰品(pǐn)級的丁氰-26(結合丙烯氰含量27%~30%),高(gāo)氰品級的丁氰-40(結合丙(bǐng)烯氰含量36%~40%)。丙(bǐng)烯氰含量的增加可以(yǐ)顯著提高丁(dīng)氰橡膠的耐油和耐熱性能,但并非多多益善,因為丙烯氰含量的增加(jiā)同時會降(jiàng)低橡膠的低溫性能(néng)。
丁氰橡膠主要用于制造(zào)石油基液壓油、潤滑油(yóu)、煤(méi)油和汽油中工作的橡膠(jiāo)制品(pǐn)其工作溫度為-50—100度;短期工作可用(yòng)于150度,在(zài)空氣和乙醇甘油防(fáng)凍液(yè)中工作溫度為-45—100度(dù)。丁氰的耐老化性差,當臭氧濃度較(jiào)高(gāo)時會迅速老化龜裂,不宜在高溫空氣中長期工作,也不能在磷酸酯(zhǐ)抗燃(rán)液壓油中工作。
丁晴橡膠的(de)一般物(wù)理特性:1)丁氰橡膠一般為黑色,顔色可根據客戶需要調節,但須增加一些成(chéng)本,而且可能影響橡膠的使用效果。2)丁氰橡膠有輕微的臭雞蛋問道。3)根據丁氰(qíng)橡膠的耐(nài)油特性及使用溫度範圍(wéi)判斷密封件的材質是否為丁氰橡膠。
2.矽橡膠(Si或VMQ)是以(yǐ)矽氧鍵單元(-si-o-si)為主(zhǔ)鍊,以有機(jī)基為側基的線性聚合物。
由于航空、航天等尖端工業的發展,迫切需要耐高溫和耐低溫的(de)橡膠密封材料。早起使用的天然(rán)、丁(dīng)氰、氯丁等通用橡膠已不能滿足工業發展的需要,因而在20世紀40年代初(chū)期美(měi)國的兩家公司開始投入生産二甲(jiǎ)基矽橡膠,就是最早的矽橡膠。我國也在(zài)20世紀60年代(dài)初期研究成功并投入(rù)生産。經過幾十年(nián)的發展,矽膠的(de)品種、性能及産量都有了極大的發展。
矽膠的主要特性:
1)耐熱(rè)性能 矽膠的高(gāo)溫穩定性能好。可以在150℃下長期(qī)使(shǐ)用(yòng),性能不會有明(míng)顯變化;在200℃下可連續工作1萬小(xiǎo)時以上,甚至可(kě)以在350℃高溫下短時間使用。
2)耐寒性能 低苯(běn)基矽膠和中苯基矽膠在-60℃和(hé)-70℃時耐寒(hán)系數都在0.65以上(shàng)具有(yǒu)良好的低溫彈性。而一般矽膠的使用(yòng)溫度都在-50℃。
3)耐(nài)油及耐化學(xué)介質性能 矽膠對乙醇、丙酮等極性溶劑和食(shí)物(wù)油等的耐受能力很(hěn)好,隻引起很小的膨脹,力學性(xìng)能基本不(bú)會降低;矽膠對低濃度的酸、堿、鹽的耐受性也較好,在10%硫酸溶液中放置7天,體積(jī)變化率小于1%,力學性能基本不(bú)改變。但矽膠不耐濃硫酸、濃堿、四氯化碳及(jí)甲苯等非(fēi)極性溶劑。
4)耐老化性能強,矽膠具有明顯的耐臭氧(yǎng)性能和抗輻射(shè)能力是普通橡膠不能比(bǐ)拟(nǐ)的。
5)介電性能 矽膠具有很高的體積電(diàn)阻率(1014~1016Ω•cm)并且(qiě)在很寬泛的範圍(wéi)内其電(diàn)阻值保持穩定。适合作為(wéi)高壓條件下的絕緣(yuán)材料(liào)。
6)阻燃(rán)性能 矽膠遇火不會(huì)馬上燃燒,而且其燃(rán)燒産生有毒(dú)氣體較(jiào)少,燃燒後的産物會形成絕緣性陶瓷曾,因此矽膠還是優良(liáng)的阻燃材料。
綜合以上特性,矽膠被廣泛應用(yòng)于家(jiā)用電器行業所使(shǐ)用(yòng)的密封件或(huò)橡膠零件,如電熱壺、電燙鬥、微波爐内的橡膠(jiāo)零件;電子行業的密封(fēng)件或橡膠零件,如手機按鍵、DVD 内的減震墊(niàn)、電纜線接頭内的密(mì)封件等;與人體(tǐ)有接觸的各式用品(pǐn)上的密封件,如水壺(hú)、飲水(shuǐ)機等。
3.氟(fú)膠(FKM或Vtion)又稱氟彈(dàn)性體,是在主鍊和側鍊碳原子上含有氟原子(zǐ)的高分子(zǐ)聚(jù)合物。
從20世(shì)紀50年代初期,美(měi)國(guó)和前蘇聯就開始含氟彈性體的開發。最早投入生産的是美國杜邦和3M公司的vtionA和Kel-F經過半個世紀的發展(zhǎn),氟彈性體在耐熱,耐介質,耐低溫和工藝等各個面取得了(le)飛速發展,并形成系列産品。
氟膠(jiāo)有優異的耐熱、耐臭氧和各種(zhǒng)液壓(yā)油料的性能。其在空氣中的工作溫度為-40~250℃,在液(yè)壓油中的工作溫(wēn)度為-40~180℃。由于氟膠的加工,粘接和低(dī)溫性能比(bǐ)通用橡膠差、價格也較昂貴,所以多用于通用橡膠不能勝任(rèn)的高溫介(jiè)質中,但不适用于某些磷酸酯(zhǐ)溶液。
4.三元乙丙(EPDM)是乙(yǐ)烯、丙烯及少量非共(gòng)轭雙烯類烯烴的三元共聚物。
1957年意大利實現乙烯(xī)、丙(bǐng)烯二元共聚物橡膠(二元乙丙膠)的工業化(huà)生産(chǎn)。1963年美(měi)國杜邦公司(sī)在二元乙丙膠基礎上(shàng)加入少量非共轭的環狀二烯(xī)作第(dì)三單體,合成出分子鍊上帶有雙鍵的(de)低不飽和度三元乙丙。由于分子(zǐ)主鍊仍是飽和(hé)的,三元乙丙保(bǎo)持了(le)二元乙丙(bǐng)的優異性(xìng)能,同時又實現了硫化的目的。
三元乙丙橡膠具有(yǒu)優良的耐臭氧性能,在臭氧濃(nóng)度為1*10-6環境中2430小時仍不(bú)龜裂;具有很好的耐腐蝕性:對醇、酸、強堿、氧化劑、洗滌劑、動植物油、酮、和(hé)某些脂類都具有很好的穩(wěn)定性(但在石油(yóu)基燃油,液壓油中膨脹嚴重(zhòng),不能在接觸礦物油的環境中工(gōng)作);耐熱性能優良,可以在-60~120℃溫度下長期使用;具有很好的(de)耐水性能和電絕緣能力。
三元乙丙橡膠本色為米黃色,彈性優良。
5. 聚氨(ān)酯彈性體(tǐ)(PU)是由多異(yì)氰酸(suān)酯和聚醚(mí)多元醇或聚酯多元醇或(huò)/及小分子多元醇、多元胺或水(shuǐ)等(děng)擴鍊劑(jì)或交聯劑等原料制成(chéng)的聚合物。1937年德國(guó)Otto Bayer教授首先發現多(duō)異(yì)氰酸酯與多元醇化合物進行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯,并以此為(wéi)基礎進入工業化應用。聚氨酯彈性體使用溫度範(fàn)圍在(zài)-45℃—110℃,可在較寬的硬度範圍具有較高的彈性及強度、優異(yì)的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動性,特别是對于潤滑油和燃料(liào)油均具有良好的抗(kàng)溶脹性能(néng),具有“耐磨(mó)橡膠”之稱(chēng)。
聚氨酯彈性體具有優異(yì)的綜(zōng)合性能,已(yǐ)廣泛用于冶金、石油、汽車、選礦、水利、紡織、印刷、醫療、體(tǐ)育、糧食加工、建築等工業部門
6. 聚四氟(fú)乙烯(PTFE)
聚(jù)四氟乙烯(英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]),被美譽為/俗稱“塑(sù)料王”,中文(wén)商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”(teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰(tài)氟(fú)龍”等。它是由四氟(fú)乙烯經聚合而成的高(gāo)分子化合物,具有優良的化學(xué)穩定性、耐腐蝕性(xìng)(是當今世界上耐腐蝕性能最(zuì)佳材料之一,除熔融金(jīn)屬鈉和液氟外,能(néng)耐其它一切化學藥品,在王水中煮(zhǔ)沸也不起變化,廣泛應用于各種需(xū)要抗(kàng)酸堿和有機溶劑的)、密封性(xìng)、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力、耐溫優(yōu)異(能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作)。聚四氟乙烯它本身對(duì)人沒有毒性,但是在生産過程(chéng)中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被認為(wéi)可能具有緻癌作用。
溫度-20~250℃(-4~+482°F),允許(xǔ)驟冷驟熱(rè),或(huò)冷熱交替操作。
壓力-0.1~6.4Mpa(全負壓(yā)至64kgf/cm2)(Full vacuum to 64kgf/cm2)
優點:
耐高溫——使用工作溫度(dù)達250℃。
耐(nài)低溫——具有良好的機械韌性;即使溫度下降到-196℃,也(yě)可保(bǎo)持5%的伸長率。
耐腐(fǔ)蝕——對(duì)大多數化學藥品和溶劑,表現(xiàn)出惰性、能耐強酸強堿、水和各(gè)種有機溶劑。
耐氣候——有(yǒu)塑料中最佳的老化壽命。
高潤滑——是固體材料中摩擦系數最低者。
缺點:
彈性較差。
通用閥門密封面(miàn)常用的軟(ruǎn)質材料表
序号(hào) | 名 稱 | 代 号 | 适用溫(wēn)度℃ | 适 用 介 質 |
1 | 天然橡膠 | NR | -50~80 | 鹽類、鹽酸(suān)、金(jīn)屬塗層溶液、水、濕(shī)氯氣 |
2 | 氯丁橡膠 | CR | -40~80 | 動物油、植(zhí)物油、無機潤滑油、及PH值變化很(hěn)大的腐蝕性泥漿 |
3 | 丁基橡膠 | IIR | -30~100 | 抗腐(fǔ)蝕、抗磨損、耐絕大(dà)多數無機酸和酸液 |
4 | 丁腈橡膠 | NBR | -30~90 | 水、油(yóu)品、廢液等 |
5 | 乙丙橡膠 (三元乙丙橡膠) | EPDM (EPM) | -40~120 | 鹽水、40%硼水、5%~15%硝酸及氯化鈉等 |
6 | 氯磺化(huà)聚乙烯合成橡膠 | CSM | -20~100 | 耐酸性好 |
7 | 矽橡膠(jiāo) | SI | -70~200 | 耐(nài)高溫、低溫、電絕緣性好、化(huà)學(xué)惰性大 |
8 | 氟橡膠 | FPM (Viton) | -23~200 | 耐介(jiè)質(zhì)腐(fǔ)蝕優于其它橡膠,抗輻射(shè)、耐酸 |
9 | 聚四氟(fú)乙烯 | PTFE (TFE) | -196~200 | 耐熱、耐寒性優,耐一般化學藥品溶劑和幾乎所有液體 |
10 | 可熔(róng)性聚四氟乙烯 | PFA Fs-4100 | ≤180 | 多種濃度硫酸,氫氟酸、王水(shuǐ),高溫濃(nóng)硝酸,各種有機酸,強堿等 |
11 | 聚全氟乙丙(bǐng)烯 | FEP (F46) | ≤150 | 高溫下有極(jí)好的耐化學性、耐陽光、耐候性(xìng) |
12 | 聚偏氟乙烯 | PVDF (F2) | -40~150 | 耐化學性能很好,耐陽光和耐候性極好是強度最高和最硬的氟塑料 |
13 | 聚三氟氯乙烯 | PCTFE (F3) | ≤190 | 耐化學性能很好,耐陽(yáng)光和(hé)耐候性極好,可(kě)在198℃下連續(xù)使用,強度和硬(yìng)度比F46和PTFE高 |
14 | 聚烯烴 | PO | ≤100 | 耐各種濃度的酸(suān)、堿、鹽、及某些有機溶劑的腐蝕(shí)、耐沖蝕、防(fáng)靜電、無毒 |
15 | 聚丙烯 | PP | -70~100 | 耐化學性能和耐應力開裂性能極好,耐候性差 |
16 | 聚醚醚酮 | PEEK | -46~300 | 是一種有優異力學性能(néng)和耐化學品的高(gāo)強度耐高(gāo)溫樹脂、有出色的耐磨(mó)性和尺寸穩定性用于(yú)閥門密封件 |
17 | 對位聚苯 | PPL | ≤300 | 基本同聚四氟乙烯 |
18 | 尼龍(聚酰(xiān)胺) | NYLON | ≤80 | 耐堿、氨 |
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