橡胶密封件
由于氢化具有上述的耐高温性,耐油性和优良的物理机械性能,其应用面很广,油田深井开采的恶劣工况,其橡胶配件非氢化胶莫属,如油田机械设备密封用各类O圈,封隔器胶筒,螺杆泵定子,防喷器配件,钻探机用压缩皮囊等,笔者曾亲赴克拉玛依油田,研发油井用氢化配件,改变依赖进口的格局。
氟橡胶品种可分为含氟烯烃类氟橡胶,其中有偏氟乙烯-三氟共聚物,偏氟乙烯-共聚物,偏氟乙烯-四氟乙烯-三元共聚物,偏氟乙烯-五氟共聚物,偏氟乙烯-四氟乙烯-五氟三元共聚物,四氟乙烯-共聚物。目前,的是偏氟乙烯类橡胶,全氟醚橡胶属特种氟胶,价格十分昂贵,一般的也要三、四万元一公斤。
众所周知,热塑弹性体(thermoplastic elastomer)也叫热塑性橡胶(TPR)。这种材料是一种兼具橡胶和热塑料塑料的特性。在常温下具有硫化橡胶的高弹性性质,而在一定的高温下,又可以像热塑性树脂一样,进行塑化成型的高分材料。它这“”特色,给高分子天地注入了新生力量,也有人说是继天然橡胶,合成橡胶之后的所谓“第三代橡胶”。是介于橡胶与树脂之间的新型高分子材料,它不仅可以取代部分橡胶,还能使塑料得到改性。它的家族很大,统称TPE或TPR。热塑弹性体聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂段(硬段)和橡胶段(软段)构成。硬段的链段间作用力可以形成物理交联,而软段则是具有较大自由旋转能力的高弹性链段;而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。特别要说明,这硬段的物理联是可逆的,即在一定温度下,会失去约束大分份的能力,这时会呈现塑性。而当其降至常温时,这些的联又***,而出现像硫化橡胶交联点作用。这种特性使得TPE具有橡胶和塑料双重性能,可以不用耗能大和复杂的硫化工艺,通过传统的塑料加工设备,就可以生产出产品,它还可耐使塑料得到改性。
以TPU为主材的密封复合材料用途也很广,如制作充气囊体,其材料的力学性能比橡胶要好得多。近年来新型热塑弹性体品种不断开发,其中有机硅类TPE发展很快,如聚与聚二硅氧烷的嵌段共聚物,无须加白炭黑和热硫化,就能加工成具有耐天候。耐臭氧,耐低温及高弹性产品。还有一款硫化酯弹性体,加工成密封件,能在150摄氏度下,与燃油接触,工作正常,它并可制成各种车用轴承密封,传动装置密封元件。
而另外一种则是鲜为人知的热塑弹性体,叫聚降烯,也称聚降烯橡胶,把它配合在高阻尼减震胶料中,会对阻尼减震性能,起到很明显作用,目前在压缩机橡胶减震配件方面己得到应用。
设计密封装置时,当密封件的截面选择过小,安装槽的截面过大,会造成密封件的初始压缩量过小或没有。安装槽加工超差或有关零件的积累误差较大,也会使初始压缩量减小。因此,必须计算安装槽极限尺寸的截面尺寸,检查密封件的初始压缩量。橡胶冷收缩系数要比金属大十多倍,在低温下橡胶密封件截面收缩,材质变硬,也造成初始压缩量减小.
密封面的表面缺陷 (如沟槽,毛刺、划伤等),表面粗糙,加工纹理不合理都会形成泄漏通道,在低压时会出现泄漏。例如,往复运动轴上的轴向划伤,刀痕,旋转轴上的螺旋刀纹都是造成泄漏的隐患。安装槽,油缸或运动轴的形状误差超过要求时,也会产生泄漏。粗糙的密封表面会使动密封件遭到过分的磨损,引起泄漏。
任何橡胶材料都有一定的使用温度范围,高温下材料变软,体积膨胀,造成密封件的挤出而***了密封;低温下,材料的收缩、变硬都会引起泄漏。
密封材料与介质不相容,橡胶吸收介质而溶胀,产生变形,终导
致密封件损坏而泄漏。
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