機(jī)械密封的常用材質(zhì)有C4H7N橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠 、硅橡膠、氯醇橡膠 、聚四氟乙烯 、金屬(碳鋼、銅、鋁、不銹鋼、蒙乃爾)等。這些材質(zhì)在常溫或者低溫介質(zhì)中都有較好的效果,但是面對(duì)高溫介質(zhì),卻顯得力不從心。工作溫度超過(guò)150℃時(shí)使用的為高溫機(jī)械密封。高溫會(huì)使端面液膜汽化,材料變質(zhì);介質(zhì)腐蝕性加劇,裝配關(guān)系改變,端面溫差較大時(shí),還會(huì)引起較大的熱變形。
在高溫介質(zhì)中,要如何使用呢?可以將高溫介質(zhì)從密封腔引出,經(jīng)過(guò)一個(gè)換熱器后再?zèng)_洗密封面,或者采用一路外來(lái)的溫度較低的清潔軟水注入密封腔并沖洗密封面。但是這兩種方法具有利弊,前者效率較低,后者點(diǎn)是沖洗水消耗量很大且會(huì)稀釋或冷卻工藝管線的熱水。我們可以采用以下的方法:
1、保持端面溫度在介質(zhì)汽化溫度以下;
2、給機(jī)封增加冷卻沖洗裝置;
3、及時(shí)把密封腔熱量傳導(dǎo)出去,盡可能降低溫度;
4、有裝配關(guān)系的地方,選用熱膨脹系數(shù)相近的材料;
5、選擇耐高溫的材料,根據(jù)不同的工作溫度選用不同的材料。C4H7N橡膠溫度上限為80℃,硅橡膠和氟橡膠為200℃,聚四氟乙烯為250℃。另外非金屬摩擦副多采用石墨浸漬材料制成,所以也要根據(jù)不同的工作溫度選用不同種類(lèi)的浸漬石墨。一般浸巴氏合金石墨適用溫度范圍小于150℃,浸樹(shù)脂石墨適用溫度范圍為170~200℃,浸銅、鋁、鉛的石墨可在小于400℃的工作條件下使用。動(dòng)環(huán)組件應(yīng)盡可能選用膨脹系數(shù)相近的材料,以防止高溫下動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座的連接松動(dòng)。
6、選擇
金屬波紋管機(jī)械密封。金屬波紋管密封近年來(lái)在高溫密封中使用很多,并且取得了很好的效果。在該種機(jī)封中,金屬波紋管取代了普通機(jī)封中的彈簧,省去了動(dòng)環(huán)輔助密封圈,不需要克服動(dòng)環(huán)補(bǔ)償時(shí)與轉(zhuǎn)軸的摩擦和磨損,因此在高溫下使用一般都能取得不錯(cuò)的效果。
由此可見(jiàn),解決高溫問(wèn)題的方法一般是采取積極的冷卻措施和尋求耐高溫的材料,而材料對(duì)溫度的適應(yīng)性又依賴于降溫的程度,溫度超過(guò)250t,一般橡膠和氟塑料等非金屬材料不能作密封圈使用時(shí),可以采用沖壓成型或焊接式的金屬波紋管。零件材料還應(yīng)考慮熱變化產(chǎn)生的歪斜及組織變化,要求對(duì)零件作穩(wěn)定性的熱處理并盡可能使各零件的熱膨脹系數(shù)相近似。
上面的方法多多少少還是存在一些弊端,目前較為先進(jìn)的方案是采用潤(rùn)滑槽和液體緩沖墊這兩種形式。不僅能夠避免大量的冷水消耗和冷水中斷帶來(lái)失效,并且能夠避免其他方案中使用換熱器、夾套腔所帶來(lái)的結(jié)垢現(xiàn)象,但是這兩種價(jià)格會(huì)貴一點(diǎn)。