機械密封輔助密封材料及選擇
輔助密封包括動、 靜環(huán)的密封圈， 大都做成O形圈、 V形圈、 矩形圈、 楔形圈或梯形圈。
它們的作用主要是： 防止動環(huán)與轉(zhuǎn)軸和靜環(huán)與壓蓋之間的泄漏； 補償密封面的偏斜和振動， 以保證動、 靜環(huán)端面良好的貼合。
輔助密封密封圈的材料主要有彈性體 （如橡膠） 、 塑料 （如四氟乙烯） 、 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） 。
輔助密封圈材料的物理和機械性能的要求與密封面材料有關(guān)。
1、合成橡膠
橡膠輔助密封圈是使用***廣的一種輔助密封圈。常用的橡膠密封圈材料有丁腈橡膠、 氟橡膠硅橡膠、 氯丁橡膠等。
（1） 丁腈橡膠NBR 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(jù)丙烯腈含量的多少分成若干種： 低丙烯腈 （丁腈-18） 、 中丙烯腈 （丁腈 -26） 和高丙烯腈 （丁腈-40） 。丙烯腈含量越高， 它的耐油性越好， 抗張強度、 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卻增大， 耐蝕性也受到影響。彈性和耐寒性也會變差。丁腈橡膠不耐撓屈， 抗撕裂性也較差。一般丁腈橡膠密封圈中的丙烯腈含量為26%~50%。
丁腈橡膠對礦物油、 動植物油脂、 脂肪烴有優(yōu)良的耐蝕性， 廣泛用于接觸汽油及其它油類的設(shè)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） 、 芳烴、 脂、酮、 醚、 鹵代烴等腐蝕。
***近， 研制了氫化丁腈橡膠 （HNBR） ， 其性能優(yōu)于丁腈橡膠。使用溫度范圍為-40~150℃， 耐油性比丁腈橡膠好， 耐硫化氫比氟橡膠好， 在 200℃蒸汽中使用僅次于乙丙橡膠。
（2） 氟橡膠FPM 氟橡膠具有耐高溫、 耐油、 耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點。在濃硫酸、 硝酸、 磷酸、 燒堿等介質(zhì)中均可采用。但隨著溫度升高其耐蝕率下降， ***高使用溫度為200℃。
國內(nèi)氟橡膠中應(yīng)用***廣的是含氟烯烴共聚物， 主要有氟-23型和氟-26型。
23型氟橡膠由偏氟乙烯與三氟氯乙烯在常溫及3.3MPa左右壓力下用懸浮聚合法制得的一種無定形橡膠狀共聚物。23型氟橡膠相當于國外Kel- F氟橡膠，可用于強酸。
26型氟橡膠有兩種： 氟橡膠-26， 系偏氟乙烯與六氟丙烯的乳液共聚物， 相當于國外Viton氟橡膠； 氟橡膠-246系偏氟乙烯、 六氟丙烯與四氟乙烯的三元共聚物。
近年來， 研制出全氟橡膠 （FFKM全氟高聚彈性體） ， 相當于國外Kalrez全氟橡膠。它的抗老化性能優(yōu)良， 在260℃下使用 112天后無明顯老化現(xiàn)象。抗張強度仍保持原來的90%左右， 可在288℃下連續(xù)使用， 310℃下短時使用。它的耐油性、 耐磨性和耐混合有機物腐蝕性能良好， 但其膨脹系數(shù)近于丁腈橡膠的兩倍 （320*10-6/K） ， 且不適于零度以下用使用。
（3） 硅橡膠MVQ 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(zhì)中， 均無明顯的腐蝕現(xiàn)象。硅橡膠是由二甲基硅氧烷與其它有機硅單體， 在酸性或堿性催化劑存在下聚合成的一種極性高分子的聚合物。硅橡膠有很高的熱穩(wěn)定性， 但它有極性， 易在酸堿作用下發(fā)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） 、 丙酮、 酮、 醚等有機溶劑。硅橡膠的扯斷強度和扯斷伸長率較小 （只有丁腈橡膠的1/3） 。
***近， 氟硅橡膠 （MFQ） 可廣泛用于汽油、 石油油品和溶劑。
（4） 乙丙橡膠EPM 乙丙橡膠是由乙烯與丙烯聚合而成， 分為二元和三元共聚物。它特別能耐磷酸酯系液壓油、 酮、 醇溶液和酸堿， 同時又能耐高壓蒸汽， 耐候性和耐臭氧性好。但在礦物油和二酯系潤滑油中脹大， 因此不能在這些介質(zhì)中使用。
2、聚四氟乙烯PTFE
聚四氟乙烯的耐熱、 耐油和耐腐蝕性能比一般橡膠好， 在機械密封中常用它做成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯塑料與橡膠比較， 具有較大的剛度、 較低的彈性和冷流性。聚四氟乙烯的膨脹系數(shù)高， 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(yīng)用。然而， 聚四氟乙烯有較大的使用范圍 （-150~250℃） ， 極低的摩擦系數(shù) （在低速下f=0.05~0.1） 和自潤滑性， 表面不粘結(jié)， 化學(xué)穩(wěn)定性好， 能抗氯化物、三氟化氟硼、 高沸點溶劑、 酮、 酯、 醚、 沸騰的硝酸、 王水和氫氧化鈉、 氫氟酸等。***一會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(fā)生蠕變（即冷流） ， 超過 8)83時， 則會升華產(chǎn)生毒煙。
3、其它材料
用作輔助密封圈的其它材料有金屬、 填充聚四氟乙烯、 膨脹石墨 （柔性石墨） 、 石棉以及橡塑復(fù)合材料等。這些材料主要用在高溫場合。
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