聚四氟乙烯材料對于動靜環輔助密封圈的應用

發布日期：2022-12-23      瀏覽次數：4261

輔助密封材料及選擇
輔助密封包括動、靜環的輔助密封圈，大都做成O形圈、V形圈、矩形圈、楔形圈或梯形圈，其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，保證動、靜環端面緊密接合具有浮動性，保證密封可靠，延長使用壽命。

對輔助密封圈材料有如下要求：材料彈性好，特別要求復原性好、變形小；不受密封介質侵蝕，而且在介質中的膨脹和收縮都不大；摩擦因數小，耐腐蝕性能好；使用溫度范圍要廣(在高、低溫下不黏著、不會硬脆和失彈)；要有適當的力學性能(如扯斷強度、扯斷伸長率、耐壓等)，在壓力作用下無顯著變形，有優良的抗撕裂性、耐磨性和耐壓性等；便于加工且可得到較高的精度；耐介質腐蝕、溶解、泡脹、老化等性能好，對介質不應有污染等。

輔助密封圈的材料主要有彈性體(如橡膠)、塑料(如聚四氟乙烯)、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)。



橡膠輔助密封圈是使用較廣的一種輔助密封圈。常用的橡膠密封材料有天然橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠等。

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為若干種，丙烯腈含量越高，耐油性越好，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增大，耐蝕性受到影響，彈性和耐寒性也會變差。丁腈橡膠不耐撓曲，抗撕裂性也較差。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他油類的設備。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)及芳烴、酯、酮、醚、鹵代烴等腐蝕。

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。硅橡膠有很高的熱穩定性，但它有極性，易在酸和堿的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)及丙酮、酮、醚等有機溶劑。

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，最高使用溫度為200℃。國內氟橡膠中應用較廣的是含氟烯烴共聚物，主要有氟-23型和氟-26型。23型氟橡膠可用于強酸。

聚四氟乙烯的耐熱、耐油和耐腐蝕性能比一般橡膠好，具有較大的剛度、較低的彈性和冷流性。在機械密封中常用它制成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯的線脹系數大，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溫度范圍(-150~250℃)，極低的摩擦因數(在低速下f=0.05~0.1)和自潤滑性，表面不黏結，化學穩定性好，能耐氯化物、高沸點溶劑、酮、酯、醚、沸騰的硝酸、王水和氫氧化鈉、氫氟酸等。能夠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343℃時，則會升華產生毒煙。

常用輔助密封圈材料及性能指標見下表。

名稱	使用溫度/℃	特 點	應用
天然橡膠	.-50~120	彈性和低溫性能好，但高溫性能差，耐油性差，在空氣中容 易老化	用于水、脖類介質，不宜 在燃料油中使用
丁腈橡膠	.-30~120	耐油、耐磨、耐老化性好，但不適用于磷酸酯系液壓油及含極壓添加劑的齒輪油	應用廣泛，適用于耐油 性要求高的場合
硅橡膠	.-70~250	耐熱、耐性能和耐壓縮變形佳，但機械強度差，在汽油、苯等溶劑中脹大，在高壓水蒸氣中發生分解，在酸和堿的作用下發生離子型分解	用于高、低溫下高速旋 轉的場合
氟橡膠	20~250	耐油、耐熱和耐酸堿性能佳，幾乎耐所有潤滑油、燃料油，耐真空性好，但耐寒性和耐壓縮變形性不好，價格高	用于耐高溫、耐腐蝕的場合，但對、酯類溶劑不 適用
填充聚四氟乙烯	.-190~260	耐高低溫、耐磨性佳、耐溶劑、耐腐蝕性能好，具有低的透氣性，但彈性較差，線脹系數大	用于高溫或低溫條件下 的酸、堿、鹽、溶劑等強腐蝕性介質

綜上所述，在一般介質中可使用橡膠材料制成的O形圈、墊圈和波紋管等，在腐蝕性介質中可使用聚四氟乙烯制成的V形圈、楔形環、墊圈和波紋管等，在高、低溫條件下可使用金屬波紋管。選用時應考慮材料的使用溫度和耐腐蝕性。