Уплотнители являются основными компонентами промышленного оборудования, трубопроводов, клапанов и сосудов под давлением. Их основная функция состоит в том, чтобы блокировать утечки жидких сред и предотвратить внешнюю пыль, примеси и водяный пар от проникновения во внутреннюю часть оборудования, обеспечивая стабильную и безопасную работу всей механической системы. Эффективность промышленных уплотнений зависит от производительности уплотнительного материала, адаптируемости к температуре, средней допустимости, механической прочности, сопротивления старению и других параметров, которые непосредственно определяют срок службы и адаптируемость к условиям работы уплотнений.

В настоящее время обычно используемые герметические материалы в промышленной области в основном делятся на четыре категории: резиновые эластичные материалы, политетрафториэтиленовые материалы, гибкие графитные и тканные упаковочные материалы и металлические жесткие герметические материалы. Существуют значительные различия в производительности различных материалов, и они подходят для разных температур, давления и средних условий работы. В этой статье будут объективно и подробно представлены основные параметры, характеристики производительности, преимущества и недостатки, а также применимый объем различных герметических материалов на основе промышленных практических сценариев применения, обеспечивая реальную и надежную ссылку для промышленного выбора герметического материала.

1、 Резиновый герметический материал (основной эластичный герметический материал)

Резиновый материал является наиболее часто используемым эластичным герметическим материалом в промышленности, с хорошей гибкостью и устойчивостью к сжатию, подходящим для низкого давления, комнатной температуры и обычных условий работы. Он широко используется в таких продуктах, как О-кольца, масляные уплотнения, резиновые уплотнения и мягкие уплотнения, и широко используется в гидравлических, пневматических, водоочистных и общих областях машиностроения.

1. Нитриловая резина (НБР)

Нитриловая резина является наиболее экономически эффективным универсальным герметическим материалом и основным выбором для условий масла. Обычный диапазон температурного допустимости составляет от -30 ℃ до 120 ℃, а краткосрочный экстремальный температурный допустимость может достигать 135 ℃. Проблемы со старением, затверждением и трещинами склонны к возникновению в долгосрочных условиях высокой температуры.

С точки зрения средней адаптивности этот материал имеет хорошую толерантность к масляным средам, таким как минеральное масло, гидравлическое масло, смазочное масло, бензин и жир, а также может адаптироваться к водным и воздушным средам. Но он не устойчив к кетонам, эфирам, органическим растворителям, сильным окислителям и ароматическим средам и не может адаптироваться к условиям высокотемпературного пара.

Его основными преимуществами являются хорошая механическая износостойкость, хорошая воздушная герметичность, низкая цена, простота обработки и формования и чрезвычайно сильная всеобъемлющая практичность; Шортборд имеет плохую устойчивость к погоде и озоновой стойкости, и склонен к старению и сбоям из-за долгосрочного воздействия на открытом воздействии. В основном используется для обычных гидравлических систем О-кольцев, уплотнений масла оборудования, уплотнений уплотнения масляной цепи, общих механических уплотнений и других нормальных температур, низкого масла и обычных условий работы.

2. Фторрезина (FKM)

Фторрезина - это специальная резина с отличной высокой температурой и устойчивостью к маслу. Его обычный диапазон температурного сопротивления составляет от -20 ° C до 200 ° C, а некоторые улучшенные сорта могут выдерживать высокие температуры до 250 ° C в течение короткого времени. Это основной герметический материал для высокотемпературных условий смазки.

Средство имеет широкий диапазон адаптируемости, может стабильно выдерживать все виды топливного масла, двигательного масла, высокотемпературного смазочного масла, нефтяного газа и самых слабых кислотных сред, имеет выдающуюся анти-старение, сопротивление озону, высокотемпературную устойчивость к окислению, небольшую постоянную деформацию сжатия и отличную стабильность герметизации. Слабость заключается в отсутствии устойчивости к полярным растворителям, таким как кетоны, эфиры с низким молекулярным весом и вода с аммиаком, а также в высоких затратах на материалы и средней эластичности при низких температурах.

Этот материал обычно используется в суровых условиях работы, включая высокотемпературное оборудование масляной цепи, уплотнения двигателя, химические клапаны и эластичные уплотнения для высокотемпературного промышленного оборудования. Он подходит для высоких потребностей в уплотнении высокой температуры, устойчивости к маслу и коррозионной устойчивости.

3. Резина из этилен-пропилен-диенового мономера (ЭПДМ)

Резина EPDM является специализированным резиновым материалом для условий работы водного пара и пара, с диапазоном температурного сопротивления от -40 ℃ до 150 ℃ и может выдерживать высокие температуры 170 ℃ в течение короткого периода времени. Он имеет отличную устойчивость к низким температурам и сильную адаптационную способность к окружающей среде.

Его основными характеристиками являются водостойкость, устойчивость к горячей воде, устойчивость к насыщенному пару, слабая кислотная и щелочная устойчивость и антифризная среда. Он обладает отличной анти-старения, озоностойкостью и ультрафиолетовой стойкостью, и очень подходит для условий очистки воды на открытом воздухе. Фатальная слабость заключается в том, что он полностью не переносит минеральное масло, бензин и углеводородные среды, и быстро набухает, деформируется и отказывается при контакте с нефтью.

В основном используется для уплотнения трубопроводов горячей воды, оборудования для очистки воды, центральных систем кондиционирования воздуха, оборудования для низкого давления пара и общего оборудования на открытом воздухе, это основной уплотнительный материал в областях гражданской и промышленной очистки воды.

4. Силиконовая резина (VMQ)

Силиконовая каучука имеет основные преимущества чрезвычайной адаптивности к высоким и низким температурам и гигиены, с диапазоном температурного сопротивления от -60 ℃ до 230 ℃. Некоторые специально разработанные продукты могут выдерживать высокие температуры 250 ℃ в течение короткого времени без затверждения или трещины при низких температурах.

Материал имеет хорошую химическую стабильность, устойчив к воздуху, озону и слабым кислотным средам, а также нетоксичен, без запаха и без осадков, с высоким уровнем гигиены. Однако он имеет низкую механическую прочность, плохую износоустойчивость и не устойчив к растворителям масла и углеводородов, что делает его непригодным для рабочих условий с частым трением и масляными средами.

В основном используется для уплотнения оборудования для переработки пищевых продуктов, медицинского оборудования, высокотемпературного сушильного оборудования и бытовой техники, он сосредоточен на чистых, высокотемпературных и низкотемпературных сценариях уплотнения воздуха и не подходит для промышленных тяжелых и износостойких рабочих условий.

5. Хлоропреновая резина (CR)

Хлоропреновая резина является резиновым материалом с умеренной универсальностью, с диапазоном температурного сопротивления от -35 ℃ до 110 ℃ и сбалансированной всеобъемлющей производительностью. Хорошая водостойкость, устойчивость к погоде, устойчивость к озону, огнестойкость, с мягкой устойчивостью к маслу и умеренной ценой. Шортборд имеет ограниченное сопротивление высокой температуре и подвержен старению и сбоям в условиях высокой температуры. В основном используется для наружного пылеустойчивого уплотнения, обычных водопроводов и сценариев уплотнения для легкого общего оборудования.

2、Политетрафториэтиленовый материал (PTFE, PTFE)

Политетрафториэтилен является неметаллическим герметическим материалом с лучшей коррозионной устойчивостью в промышленности, известным как "пластиковый король". Его формы включают чистые ПТФЭ уплотнения, расширенное ПТФЭ, упаковка ПТФЭ, ПТФЭ покрытые уплотнения и т.д. Он подходит для сильной коррозии и чистых условий работы. Его температурный диапазон сопротивления составляет от -200 ℃ до 260 ℃. Разложение материала может происходить выше 260 ℃, что делает его непригодным для долгосрочного использования.

Этот материал обладает чрезвычайно сильной химической инертностью и может выдерживать почти все сильные коррозионные среды, такие как кислоты, основания, соли и органические растворители. Только расплавленные щелочные металлы и высокотемпературный фторный газ могут его коррозировать. В то же время поверхность материала неприличивая, свободная от осадков и имеет высокую чистоту, которая не загрязнет среду и подходит для сценариев производства высокой чистоты.

Объективные недостатки очень очевидны: материал имеет высокую твердость, чрезвычайно плохую эластичность, слабые отборные характеристики и очевидные характеристики холодного потока. Долгосрочное сжатие вызывает постоянную деформацию. Он легко утечет при использовании в одиночку в условиях высокого давления и не подходит для условий высокого давления и высокочастотных колебаний. Расширенный политетрафториэтилен (ePTFE) - это улучшенная версия с лучшей гибкостью, которая может адаптироваться к неравномерным фланцевым поверхностям и имеет более сильную адаптационную способность герметизации.

Материал ПТФЕ широко используется для уплотнения фланцев в высококоррозионных химических трубопроводах, фармацевтических препаратах, пищевых продуктах и высокочистом электронном оборудовании. Его упаковка из ПТФЕ может использоваться для динамического уплотнения валов насоса и стволов клапанов в коррозионно-устойчивых условиях и является основным материалом для антикоррозионного уплотнения.

3、 Гибкий графит и тканный упаковочный материал (универсальное уплотнение высокой температуры)

Этот тип материала в основном включает в себя гибкий графит и различные тканные упаковочные материалы, которые являются основными герметическими материалами для условий высокой температуры, пара и среднего высокого давления. Они в основном используются для статических уплотнений и динамических уплотнений и подходят для традиционных промышленных сценариев, таких как нефтехимия, электричество и котлы.

1. Гибкий графит (расширенный графит)

Гибкий графит обладает отличной высокотемпературной устойчивостью, с температурной устойчивостью более 650 ℃ в анаэробных условиях. В обычных аэробных средах окисления верхняя граница безопасного температурного сопротивления составляет 450 ℃, а нижняя граница диапазона температурного сопротивления может достигать -200 ℃. Материал подходит для пара, горячего масла, большинства масел, слабых кислотных и щелочных сред, с хорошей теплопроводностью, сильной сжательностью, отличной производительностью отскока и высокой герметической адгезией.

Материал имеет четкие ограничения использования: он не устойчив к сильным окисляющим веществам, таким как концентрированная азотная кислота и концентрированная серная кислота, и быстро кородируется и откажется при контакте; В то же время материал хрупкий и склонен к порошку, а потеря окисления может возникнуть в долгосрочных аэробных условиях высокой температуры, требующих регулярного осмотра и замены.

В промышленности он обычно используется в качестве наполнительного материала для металлических уплотнений, основного материала для графитовых композитных уплотнений, а также может быть сделан в графитовую упаковку. Он широко используется для уплотнения котлов, высокотемпературных паропроводов, нефтехимических фланцев и теплообменного оборудования и является универсальным предпочтительным материалом для высоких температурных и средних рабочих условий давления.

2. Упаковка арамида

Арамид (Кевлар) - это высокопрочный тканный наполнительный материал с температурным сопротивлением от -100 ℃ до 280 ℃, подходящий для масел, растворителей и слабых кислотных и щелочных сред. Основными преимуществами являются высокая механическая прочность, износостойкость и устойчивость к сжатию. Он может адаптироваться к высокоскоростным условиям трения валов насосов и стволов клапанов, а его производительность сжатия значительно превышает обычную упаковку.

Шортборд не устойчив к сильной кислотной и щелочной коррозии и склонен к нагреванию и износу при сухом трении. В промышленном использовании его часто смешивают с графитом и ПТФЭ, чтобы компенсировать отдельные дефекты материала. В основном используется в качестве динамической уплотнительной упаковки для водяных насосов высокого давления, химических смешителей и промышленных стволов клапанов.

3. Углеродное волокно упаковки

Корень диска из углеродного волокна имеет диапазон температурного сопротивления от -200 ℃ до 350 ℃, подходит для масла, воды, слабых кислотных и щелочных сред, отличную теплопроводность и самосмазочные свойства, износ и высокую температурную устойчивость, и не легко нагревается или сжигается во время трения, с сильной стабильностью герметизации. Недостатком является то, что твердость материала относительно высока, и долгосрочное использование вызовет небольшой износ корпуса вала оборудования, а затраты на закупку высоки. Он в основном используется для уплотнения упаковки в высокотемпературных масляных насосах и промышленных клапанах высокого давления.

4、 Металлический герметический материал (специальный для высокой температуры, высокого давления и суровых условий работы)

Металлический герметический материал относится к категории твердых герметических материалов с высокой механической прочностью, высокой температурной устойчивостью, высокой давленионной устойчивостью и отсутствием скрытых опасностей старения и деформации. Он специально подходит для специального оборудования, трубопроводов высокого давления и высокотемпературного и высокого давления реакционного оборудования, и является основным герметическим материалом для высокого уровня и суровых рабочих условий. Он в основном изготавливается в такие продукты, как металлические уплотнения, зубные уплотнения и металлические уплотнения кольца.

1. Низкоуглеродная сталь/мягкое железо

Верхний предел температуры составляет 450 ℃, подходит для некоррозивных сред, таких как пар и масло, с хорошей пластичностью, простой обработкой и низкой стоимостью. Недостатком является то, что он склонен к ржавчине и имеет плохую коррозионную устойчивость. Он подходит только для уплотнения обычного низкого давления, некоррозионного промышленного оборудования и в основном используется для обработки обычных металлических уплотнений.

2. нержавеющая сталь 304/316L

Оба материала из нержавеющей стали имеют диапазон температурного сопротивления от -200 ℃ до 800 ℃, высокотемпературное сопротивление, высокую механическую прочность и не легко деформируются. 304 нержавеющая сталь подходит для атмосферных, пресноводных, слабых кислотных и других обычных условий коррозии без хлора; 316L нержавеющая сталь улучшила свою устойчивость к коррозии ионов хлорида на основе 304, с лучшей устойчивостью к слабой коррозии. Это обычно используемый металлический уплотнительный материал в нефтехимической промышленности и часто используется в качестве металлической уплотнительной уплотнения для обычного химического и энергетического оборудования. Общей слабостью обоих является неспособность выдерживать сильные коррозионные среды, такие как сильные кислоты и ионы хлорида.

3. Специальные сплавные материалы

Монель, Хастеллой, Инконель и титан являются высококачественными специальными уплотнительными сплавами, которые специально решают экстремальные условия работы высокой температуры и сильного сосуществования коррозии. Их цены намного выше обычной нержавеющей стали.

Монель (сплав медного никеля) имеет максимальное температурное сопротивление 450 ℃ и устойчив к коррозии морской воды, щелочного раствора, фтоводородной кислоты и ионов хлорида. Он подходит для уплотнения морского оборудования и соли щелочных условий работы; Hastelloy (C276 / B2) имеет температурное сопротивление до 600 ℃ и может выдерживать экстремальные коррозионные среды, такие как влажный хлорный газ и сильные окисляющие кислоты. Это специализированный материал для высококоррозионных химических условий; Сплав Yingke Nair имеет лучшее высокотемпературное сопротивление и может адаптироваться к температурам до 1000 ℃. Он имеет сильную устойчивость к высокотемпературному окислению и обычно используется в высокотемпературных печях и сверхвысокотемпературном нефтегазовом оборудовании; Титановый материал имеет температурное сопротивление ≤ 500 ℃, устойчив к морской воде, ионам хлорида и сильной окислительной кислотной коррозии и подходит для суровых антикоррозионных сценариев в морской и тонкой химической промышленности.

5、 Общий неметаллический листовый материал

Неасбестовое уплотнение из волокна является экологически чистой альтернативой традиционной асбестовой уплотнению, с пределом температурного сопротивления 250 ℃. Он может адаптироваться к обычным условиям работы среднего и низкого давления, таким как вода, пар и масло, и имеет высокую экономическую эффективность и широкое применение. Это универсальный герметический материал для обычных фланцев трубопровода. Недостатком является ограниченная коррозионная стойкость и стойкость к температуре и давлению, что делает его непригодным для высоких температур, высокого давления и сильных коррозионных условий.

Асбестовый материал прямо запрещен для использования в отечественном промышленном секторе из-за его канцерогенного риска. Можно увидеть только существующее старое оборудование, а использование нового или отремонтированного промышленного оборудования запрещено.

6、Основные принципы выбора промышленных герметических материалов

1. Принцип приоритетности условий работы: температура, среда и давление являются тремя основными элементами для выбора, среди которых коррозионность средней и долгосрочной температуры использования оказывает наибольшее влияние на срок службы герметического материала. Для условий работы под высоким давлением предпочтительны жесткие уплотнения из металла или композитные уплотнения.

2. Избегайте материальных табу: Строго избегайте материалов, которые не совместимы с средой, таких как ЭПДМ, избегая масла, НБР, избегая пара, ПТФЭ, избегая использования высокого давления в одиночку, графит, избегая сильных окислителей и т. д., чтобы предотвратить сбой уплотнения от источника.

3. Точное сопоставление сцены: Для фланцевой статической уплотнения, графитовые композитные уплотнения, уплотнения металлической обмотки, уплотнения ПТФЕ и уплотнения твердой уплотнения металла предпочтительны; Приоритет следует отдать использованию различных типов плетеных уплотнений и резиновых эластических уплотнений для динамического уплотнения штангов клапанов насосов; Приоритет продовольственного класса PTFE и силиконовой резины для чистых условий работы; Выберите специальные сплавные материалы для суровых высокотемпературных условий коррозии.

4. Балансирование практичности и экономии: Высокие экономически эффективные материалы, такие как универсальные каучуковые и асбестовые доски, выбираются для обычных условий работы; Выбирайте специальные материалы, необходимые для суровых условий работы, не слепо модернизируйте материалы и не выбирайте дешевые материалы, которые приводят к частым утечкам и замене.