数控机床与现场总线大多数采取两种方式相连夏季

西餐 2020年04月09日

摘 要

密封元件有10多种,数密封垫的结构较简单、运用也较普遍。本文继扼要介绍常 用密封垫以后较详细地说明各种石棉橡胶垫的结构、材料和使用性能,并简明地阐述 合理选用密封垫的原则及相干的影响因素,可供正确选用密封垫参考。 关键词 密封垫 石棉橡胶 1 密封垫的功用及材料

1.1 功用 密封垫广泛用于工程机械及柴油机的管道、壳体的结合面的 静密封中,以其弹性变形填补零件结合面的不平度,切断泄漏通 道,增加泄漏阻力,或承受内外侧压力差等方式避免流动介质 (气体、冷却水、润滑油、齿轮油、液压油、制动液等)泄漏。如柴油 机的汽缸盖、正时齿轮室盖、油底壳、喷油泵侧盖、进排气管,工 程机械底盘中的变速箱盖、方向机侧盖、桥壳后盖、终传动壳体等。 1.2 材料 按材料密封垫有非金属密封垫、非金属与金属组合密封垫、 金属密封垫3大类,其经常使用材料有橡胶、皮革、石棉、纸、软木、 聚四氟乙烯、钢、铁、铝、铜和不锈钢等。用棉、麻、石棉、纸、 皮革等纤维素材质制成的密封垫,其组织疏松,致密性差,纤 维间有细微缝隙,很容易被活动介质浸透,在压力作用下活动介 质从高压侧通过这些细微缝隙渗透到低压侧,即形成渗透泄漏 (约占总泄漏量的10%~20%) 1.3 密封垫泄漏情势及原因 密封垫的泄漏有三种情势:界面泄漏、渗透泄漏和破坏性泄 漏,其中以前两种为主要情势。产生界面泄漏的原因是:结合面 粗糙和变形;密封垫没有压紧;结合面紧固螺栓伸长变形或松动; 密封垫发生塑性变形等。界面泄漏量约占总泄漏量的80%~90%; 材料老化、龟裂、变质等会促使密封垫破坏性泄漏,但安装、使 用不当是主要原因;如上所述,活动介质浸透到细微缝隙中,造 成纤维素材料制成的密封垫的渗透泄漏。

1.4 经常使用密封垫种类及适用范围 现将常用密封垫的种类、结构、材料及适用范围列于表1中。 表1 常用密封垫片种类及其适用范围

纸垫片

燃料油,润滑油,水等橡胶垫片

1.33×10-10~0.6-60~100水,海水,空气,惰性气体,盐类水溶液,稀盐酸,稀 等普通橡胶板-40~60空气,水,制动液等夹布橡胶垫片

-30~60海水, 淡水,空气,润滑油和燃料油等皮垫片牛皮或浸油、蜡,合成橡胶,合成树脂-60~100水,油,空气等软聚氯乙烯垫片软聚氯乙烯板酸碱稀溶液及氨,具有氧化性的蒸气及气体聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯板-180~250浓酸,碱,溶剂,油类橡胶石棉垫片高压橡胶石棉板

中压橡胶石棉板

低压橡胶石棉板≤6.0

≤4.0

≤1.5≤450

≤350

≤200空气,压缩空气,蒸气,氨,水,海水,冷凝水,液态氨, ≤98% ,≤35%盐酸,盐类, 液,硫氨液, 液,烧碱,氟利昂,氢氰 酸,卡普隆生产介质,聚苯乙烯生产介质耐油橡胶石棉板

油品(汽、柴、煤、重油等),油气,溶剂(包括丙烷、 、 苯、酚、醛、异丙醇),浓度小于30%的尿素,氢气,硫化催化剂,润滑油,碱类聚四氟乙烯包垫片聚四氟乙烯薄膜包橡胶石棉板或橡胶板-180~250浓酸,碱,溶剂,油类组合密封垫夹金属丝(网)石棉垫铜(钢或不锈钢)丝和石棉交织而成缠绕垫片金属带:紫铜,铝,08(15)钢,2Cr13,0Cr13,1Cr13,1Cr 18Ni9Ti非金属带:石棉,聚四氟乙烯,陶瓷纤维等

蒸气,氢气,压缩空气,天然气,油品,溶剂,重油,丙烯,烧碱,酸,碱,液化气, 水金属包平垫片

金属:紫铜,软钢,铝,不锈钢,合金钢 非金属:石棉板,棉胶石棉板,聚四氟乙烯板,陶瓷纤维

蒸气,氢气,压缩空气,天然气,油品,溶剂,重油,丙烯,烧碱,酸,碱,液化气, 水波形金属垫片

金属密封垫金属平垫片

紫铜,铝,铅,软钢,不锈钢,合金钢

1.33×10-10~20蒸气,氢气,压缩空气,天然气,油品,溶剂,重油,丙烯, 烧碱,酸,碱,液化气,水

金属齿形垫片

08(10)钢,铝,合金钢,1Cr13(0Cr13)蒸气,氢气,压缩空气,天然气,油品,溶剂,重油,丙烯, 烧碱,酸,碱,液化气,水

金属八角垫

10钢,1Cr13,合金钢,不锈钢等蒸气,氢气,压缩空气,天然气,油品,溶剂,重油,丙烯,烧碱,酸,碱,液化气,水金属透镜垫

金属椭圆垫

2 石棉橡胶密封垫 石棉橡胶密封垫包括普通石棉橡胶密封垫、耐油石棉橡胶密 封垫、增强石棉橡胶密封垫、石棉钢片密封垫、混合石棉橡胶密 封垫和复合石棉橡胶密封垫等。 2.1 普通石棉橡胶密封垫 普通石棉橡胶密封垫是用石棉、橡胶、结合剂等经辊压而成 的各种零件结合面间所用的密封垫,如发动机汽缸垫、管道法兰 盘密封垫等。普通石棉橡胶密封垫因配料、工艺、性能及用处不 同分为高压石棉橡胶密封垫(如XB450)、中压石棉橡胶密封垫 (如XB350)和低压石棉橡胶密封垫(如XB200)三种。其中高压石 棉橡胶密封垫可以用来密封高温(450℃)、高压(6MPa)的流动介 质,中压石棉橡胶密封垫可用于温度350℃、压力4MPa的流动介质的密封;而低压石棉橡胶密封垫只用于一般低压冷却水或蒸气 的密封。 普通石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般为≤3mm。 2.2 耐油石棉橡胶密封垫 耐油石棉橡胶密封垫是以石棉、耐油橡胶和结合剂为主要材 料经辊压而成的密封垫,有Ny300型和Ny 400型两种。Ny300型耐油石棉橡胶密封垫适用于中 小功率发动机燃油系、润滑系及冷却系的密封,而Ny 400型耐油石棉橡胶密封垫可用于温度400℃、压力4MPa的油料、溶剂、碱 类介质的密封。 耐油石棉橡胶密封垫单张成型厚度有1、2、3mm三种。 2.3 增强石棉橡胶密封垫 增强石棉橡胶密封垫是由石棉橡胶板和一层或多层镀锌钢丝 网(或不锈钢丝网)组成,分为耐油增强和高压增强两种。钢丝网夹在石棉橡胶中,以增加拉伸强度,使之承受高压和高温。 增强石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般不超过3mm。 2.4 石棉钢片密封垫 石棉钢片密封垫是两面为耐油石棉橡胶板,中间夹入冲眼不 锈钢片作骨架,经压制、硫化、表面均匀涂敷润滑剂的密封垫。耐 油石棉橡胶板为未经硫化的一面光滑、另一面拉毛,厚度约0. 5mm。不锈钢片厚度为0.2mm、孔眼直径0.1~1mm、孔眼排列为 每100mm36~40孔。目前,石棉钢片密封垫多使用在体积小、质 量轻、功率大的高速二冲程发动机上。 2.5 混合石棉橡胶密封垫 混合石棉橡胶密封垫是由耐油石棉橡胶板、普通石棉橡胶 板、增强石棉橡胶反以及钢架石棉板等复合加工而成的密封垫, 可用于各种状态的零件结合面如光滑面、凹凸面及榫槽面等密封,性能优越,但结构复杂,制 造成本高。 2.6 复合密封垫 复合密封垫是充分发挥聚四氟乙烯和非金属材料的优点, 利用普通石棉橡胶板和增强石棉橡胶板等制成的密封垫,具有耐 高温、耐高压(11~45MPa)、弹性好、强度高、垫片系数(开始产生 泄漏时密封垫的有效压紧力与内压之比)小等优点,其结构如图 所示。 复合垫片

1-聚四氟乙烯;2-石棉橡胶板 3 密封垫的选用 3.1 选用原则 密封垫的选用原则是,对要求不高的场合可凭经验选用, 不合适时再更换。但对那些要求严格的场合,如压力爆发、可燃 气体温度高、有腐蚀性的流动介质、流速高且有一定压力和温度 的管道等,则应根据工作压力、工作温度、活动介质腐蚀性以及 零件结合面的状态和形状来选用。 一般来说,常温低压条件下选用非金属软密封垫,中压高温 时选用金属与非金属组合的密封垫或金属密封垫;在温度和压力较 动条件下,应选用弹性好的或自紧式密封层;在低温、腐蚀性 介质或真空条件下,应选用具有特殊性能的密封垫。 3.2 选用密封垫的影响因素 由上述可知,零件技术状态及工作条件、密封垫材料及密封 性能等对公道选用密封垫有一定影响,现举例一二予以说明。 1)零件结合面状态。零件结合面状态不同,要求使用的密封 垫也不同。例如:光滑的零件结合面,一般应选用低压、软质和较 薄的密封垫;高压工作条件下、零件强度足够时应选用厚而软的密 封垫,不宜采用金属密封垫。因为这时要求的压紧力过大,导致 螺栓较大的变形、零件压紧力减小,反而使密封垫有效性下落。只 有在零件结合面狭窄而光滑的情况下可使用金属密封垫,因为此 时在相同螺栓拧紧力的情况下密封垫有较大的压紧力,可以保持 足够的密封度。 2)零件结合面粗糙度。这对密封效果影响很大,特别是当采 用非软质密封垫时。这是由于零件结合面粗糙度大是造成泄漏的 主要原因之一。软质密封垫对零件结合面粗糙度要求较低,这是由于它容易变形,能堵住两零件 结合面微凸体相互接触而形成的泄漏通道,从而保证了良好的密 封效果。 3)零件结合面与密封层的硬度差。使用密封垫的目的是使密 封垫产生弹性或塑性变形,以填补零件结合面的微小凹凸不平, 阻止流动介质的泄漏发生。因此应使密封垫硬度低于零件硬度, 二者相差越大,实现密封就越容易。例如,当使用金属密封垫时, 为了保证良好的密封效果,应尽量选用较软的材料,使金属密 封垫硬度比零件硬度40HRS以上为宜。 4)黑色金属零件结合面应选用铜质金属密封垫,而不能采用 铝质金属密封垫,以避免黑色金属零件遭受电腐蚀损坏。 为便于各种条件下合理选择密封垫,以获得对流动介质良好 密封效果,现将密封垫选用标准列于表2中。

表2 密封垫选用标准

油气,油品,液化气,

氢气,硫化催化剂,

溶剂(丙烷、丙 酮、

苯、酚、醛、异丙醇),

小于25%的尿素耐油橡胶石棉垫片耐油橡胶石棉板

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