机械密封有哪几个材质的,哪种最好?
机械密封常用材料简介
机械密封的密封性能和使用寿命,与各零件的材料有关,尤其是端而密封(摩擦副)的材料,辅助密封的材料和弹簧的材料。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、sic
,填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下:
1、碳化钨合金
由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高的金属碳化物,是用加粘结剂粉末冶金的办法,压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高。耐磨、耐高温、耐腐蚀、线膨胀系数低,缺点是性脆,加工困难。碳化钨是应用最广泛的端面密封副材料,多用作中低速机械密封的静环,高速机械密封的动环。
2、石墨
石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好,摩擦系数小,耐热冲击性好并易加工。缺点是机械强度低,有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的办法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好,但不耐高温(耐温约170—200℃);浸渍金属石墨耐温性好(浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃),但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料,用作中低速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨,肉眼看来致密,手指摸来不大脱粉,不大染黑手指。
碳化硅轴承的优点:
具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高、自润滑性能好、抗高温蠕变、摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低等。
碳化硅轴承的缺点:
1、作为屏蔽电泵的轴承,因其同时还具有热膨胀系数小(碳化硅热膨胀系数是不锈钢的1/4),当介质的温度较高时,与同其配合的不锈钢件产生间隙或过盈而导致轴承损坏。
2、材料较脆,断裂韧性是不锈钢的1/50,材料较脆,受到冲击力作用时容易碎裂,特别是棱角之处。
石墨轴承的优点:自润滑、耐高温、耐腐蚀、质轻等。
石墨轴承的缺点:硬度比较差。
2、VITON:六氟橡胶,耐老化,耐油,耐磨,用在密封圈比较多。耐酸碱,耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外),耐臭氧性均佳,但耐寒性则不良;一般广泛用于汽机车、乙等品,化工厂之密封件,使用温度范围-20℃~260℃,低温要求使用时有耐低温型可选用能适用到-40℃,为价格较高。VITON是燃油系统密封件和胶管,O-型圈,轴密封,膨胀节及垫片的特别适合的氟弹性体。
如果问水泵密封需要盘根吗,这就要根据你的水泵的本身密封形式而定。
机械密封,由金属弹簧、合金材质(也可以是碳化钨、石墨、陶瓷等材料)、橡胶密封等,如果水泵采用此密封结构,则需要拆卸水泵电机(便拆式除外),进行更换,机械密封正常运行时滴水不漏(前期磨合时或机封老化时,可以有一定的泄漏,但是不建议每分钟超过3滴以上。
盘根也叫填料密封,是由石棉等组成,价格成本低,更换方便(只需要打开盘根的压盖就可以更换了),缺点是运行时必须有泄漏量(每分钟10滴~20滴左右的水量),否则极易造成轴和填料直接因为热而造成的卡死等异常现象。
泵一代
2018-11-15
橡胶密封件是实现泵密封的关键之一。常见的橡胶密封材料:三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶和氟橡胶,它们有不同的性能和用途。如何选择正确的橡胶密封材料,是保证产品质量的关键之一。下面先来介绍每种材料的性能。
三元乙丙橡胶(英文简称EPDM)是目前饮用水输送系统中最常用的一种材料。三元乙丙生胶由乙烯、丙烯和第三种特殊结构的单体共聚反应合成。由于其分子主链结构上没有不饱和键,三元乙丙橡胶具有优异的抗氧化、耐臭氧性、耐紫外线和耐热性(即耐候性好)。同时,它还具有优异的耐水性和耐水蒸汽性。三元乙丙橡胶的使用温度范围也很广,一般地说,它可以在-40℃到125℃之间长期使用。特殊的配方可以将低温性能降到-55℃左右;或者将高温上限提高到150℃。值得注意的是,三元乙丙橡胶不耐脂肪烃和芳香烃等油类。在有矿物油、汽油、燃油等环境下,三元乙丙橡胶件会很快溶胀,同时机械强度会大大降低。所以,三元乙丙橡胶件不能使用基于石油的润滑油。
丁腈橡胶(英文简称NBR)在水输送系统中也很常见。这类弹性体是由丁二烯和丙烯腈共聚而成的。一般地说,丁腈橡胶产品可以在-55℃到100℃之间使用。当丙烯腈成分增加时,该丁腈橡胶产品的耐热性、耐油性、耐磨性等都有提高,但其耐低温性会下降。丁腈橡胶的耐水胶好。一般在水输送系统中选择丁腈橡胶是因为橡胶件在使用中可能会碰到矿物油等油脂,比如污水处理等。
硅橡胶弹性体是由聚二甲基硅氧烷合成的。它具有优异的耐水性、耐候性、耐臭氧性等性能,同时还有气味小、易加工成型等优点。普通硅橡胶可以在-55℃到225℃之间使用。硅胶的缺点是抗拉伸强度不好,抗撕裂性和耐磨性也不好,价格也较高。
氟橡胶(英文简称FKM)种类很多,但是它们在结构上都是在主链或侧链的碳原子上带有氟原子。氟橡胶具有高度的耐热性,优良的化学惰性(耐化学品、耐腐蚀、耐油),很好的物理机械性能(包括耐磨)以及优异的耐候性和抗老化性。通用型的氟橡胶产品一般可以在-25℃到200℃之间使用。在水输送系统中,氟橡胶的主要缺点是价格太高。
如上所述,每种橡胶材料都各有优缺点。另外,每种橡胶根据不同的性能要求,可以有多种配方。在设计过程中,如何根据实际情况来选择正确的橡胶产品就显得非常重要了。通常,设计人员应该从以下几个方面着手。
首先要考虑的设计因素是:该密封件在系统中会与什么物质接触?除了要注意密封件材料是否耐受被密封的流体,比如空气、水、油污、蒸汽、化肥等等。还应该注意与密封件接触的金属或塑料件。比如说,如果不合适的橡胶件和聚碳酸酯塑料长期放在一起,该橡胶件中的某些成分会慢慢渗透到两者接触表面,从而造成聚碳酸酯塑料表面龟裂。
其次,即使该橡胶密封件只同饮用水直接接触,那么水中残留的消毒剂也是一个需要考虑的因素。即与橡胶件接触的饮用水是用什么来消毒的。世界上每个国家和地区的消毒方式都不一样。主要的方式有氯化消毒和氯胺消毒等[3]。研究表明,这些残留在水中的消毒剂会与橡胶件发生化学反应,使橡胶件溶胀变形,甚至分解,从而影响了橡胶件的密封功能和寿命。
再者,如果该橡胶密封件要与饮用水直接接触,那么材料的安全性也至关重要。比如,有些阀门与水直接接触的部分是阀体内侧的橡胶密封部分。该阀门整件能否用于饮用水系统中,其中一个重要的指标是要看该橡胶产品是否无毒,是否符合饮用水卫生标准。值得注意的是,每个国家和地区的饮用水卫生要求都不一样。(欢迎关注微信:泵友圈)比如,在美国,很多与饮用水有关的产品都要求有NSF/ANSI 61认证(全名为Drinking Water System Components -- HealthEffects,饮用水系统部件-健康品质)。如果产品要出口多个国家,那么可能就需要多重认证了。由于国外认证费用高昂,挑选橡胶产品供应商就需要仔细筛选甄别,看看他是否能够提供有关的橡胶产品认证书。
除此之外,还需要考虑使用环境中的其他因素。比如是否与臭氧长期接触(抗臭氧性)。如果有,那么丁腈橡胶就不一定是最好的选择了,因其耐臭氧性较差。再如,密封件的使用温度。如果产品会用在严寒地区的室外,普通氟橡胶就不合适了。因为低于-25℃,普通氟橡胶就开始变得脆硬,失去弹性,密封性能也大大降低。如果需要耐-40℃低温的特殊氟橡胶,那么原料价格可能会成倍增长。
最后是一些与密封件的使用功能相关的因素。比如,橡胶件是动态密封,还是静态密封?在使用的过程中,橡胶件是否需要耐受动态疲劳?橡胶件密封表面在工作中是否会遇到摩擦?橡胶零件在安装或者使用时是否需要被拉伸?橡胶件是否承受压力(低压还是高压)?密封件是一次性使用?还是需要有一定的设计寿命?
以上列举的只是一些常见的重要因素。每个产品的设计或者应用都有其特殊性,设计者应该根据具体情况进行分析。另外,没有一种橡胶材料能够满足所有的要求。换句话说,耐受所有化学物质并且价格低廉的橡胶材料是不存在的。这时,设计人员就需要综合考虑,分清主次而选择最优方案。
另外,设计人员在选择密封件材料的过程中,还可以考虑向有经验的橡胶件供应商咨询。一个良好的橡胶供应商在产品设计过程中,除了提供材料方面的帮助,还能给机械设计人员提出有用的建议,比如橡胶件的设计方案是否合理、是否容易生产等,这样可以缩短设计时间,并让产品整体上更具竞争力。