机械密封技术.doc

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1、密封技术前言：在炼油、化工及堵多行业的生产中，机械设备的密封技术越来越多被人们所重视。由于机械设备的泄漏不仅造成原料、产品和能源的浪费，同时也污染了环境，并给安全生产带来了危协，因此密封技术在众多科学研究领域中得到了较快的研究开发和利用,一些先进的密封技术逐渐地取代了较落后的密封技术。当今的机械转动设备中所使用的密封种类繁多，其密封形式也各有千秋，如：一些填料密封现在还应用于往复机泵上，在透平调节阀、抽汽阀及速关阀拉杆还使用一些金属填料或耐高温高压的软填料；还有一些工矿条件较差，要求不高的工矿企业填料密封仍在续继应用。在现代化炼油化工生产中，机械密封的应用相对来说比较广泛，单弹簧、多弹簧、蝶簧

2、、磁力密封及金属波纹管机械密封、浮环密封、疏齿密封及干气密封在不同的工矿条件下有选择地的被应用。一 机械密封1 机械密封的类别1.1 按平衡方式分三种：平衡型、非平衡型 和部分平衡型。其中非平衡型用于0.7Mpa以下条件，平衡型用于0.7Mpa以上条件。按平衡程度的判别： 载荷系数K=D22-d02/D22-D12；其中，D22-d02为负荷面积，D22-D12为接触面积当K1、0，此时, d0D1机械密封为非平衡型。若1K0，01时机械密封为部分平衡型, 此时，D2dD1；若K=0，1，时为完全平衡型，此时，d0=D21.2 按动静形式分：旋转型和静止型 ，旋转型包括弹簧的主要部分与轴一起旋

3、转叫旋转型。静止型是包括弹簧的主要部件静止不动的叫静止型。1.3 按密封在设备上装配方式分：内装型和外装型，弹簧部分和介质直接接触叫内装型，弹簧部分装在接触液外面叫外装式。1.4按密封端面数量分：单端面和双端面，单端面和双端面密封机械是以动密封面是单的还是双的来区别。1.5按密封弹簧数量分：单弹簧和多弹簧，所使用的弹簧是单弹簧还是多簧而定。1.6金属波纹管机械密封：波纹管式机械密封又分焊接波纹管、成型波纹管和聚四氟乙烯波纹管密封。我厂所使用的金属波纹管机械密封都是焊接波纹管式的。焊接波纹管是在成型的金属圆盘的内外圆相互搭接处焊起来而成的波纹管的。它比成型波纹管耐压，并且弹力好，焊接的波纹管可以

4、起弹簧作用，因而不须要另加弹簧和辅助密封圈。因为没有密封圈，因此也不须考虑由于密封圈材质而限制的工作条件问题，所以，使用范围广，并且动环游动性也好。 波纹管机械密封都属于平衡型的。其平衡直径与波纹管的有效直径一致。如图（四）所示波纹管机械密封的缺点是：当泵腔内介质压力波动大时，有效直径dm也有变化，所以，P比也跟着变化。因此波纹管机械密封适用于液体压力波动不大的工矿，P增大时dm减小，K增大时，减小。2、普通机械密封的结构： 机械密封主要部件是动环，静环还有一些辅助密封构件，如：密封环“O”环及“V”环弹簧止推座、弹簧盒等传动销等构成。3、机械密封的工作原理：机械密封的工作原理：两个主要密封元

5、件（动、静环）表面光洁，垂直于轴线，紧密贴合，相对运转的密封装置。（对于负压机泵，密封的作用是防止外界空气时入机泵内；对于高于正压（大气压）的机泵，密封的作用是防止机泵内介质向外泄漏）。4、机械密封的材料选取机械密封摩擦付材料的选用的正确与否是关系到机械密封的密封性能、使用寿命及降低成本都有重大意义。4.1 动环和静环材料的选取条件 动环和静环工作时是相对滑动，必然产生磨损和发热，其中主要是磨损问题，选择材料时必须考虑耐磨性、导热性以及必要的机械性能，还要考虑到输送介质的温度、腐蚀性等。具体如下：4.1.1具有优良的耐磨性，较高的硬度；4.1.2具有良好的导热性；4.1.3具有较高的热稳定性和

6、抗热冲击性，温差较大时能保证化学性能及机械性能，并避免龟裂，这对高温密封特别重要；4.1.4具有较高的化学稳定性，对于有腐蚀介质的密封应优先考虑；4.1.5具有较大的弹性模数，刚度大，变形小，这才能保持几何尺寸和平面垂直度，对于重负荷应特别注意这一点。4.2常用动静环材料的选取4.2.1硬质合金（YG）碳化钨；4.2.2堆焊硬质合金：常用69A焊条堆焊碳钢上（45#、50#、3Cr3、4Cr13、1Cr18Ni9Ti、12Mo2Ti）气孔、龟裂、夹渣；4.2.3在，碳化硅（SiC）铸造成型再精磨，此材质硬而脆不耐冲击，频繁抽空的机泵不适合选用该材料的机封；4.2.4铸铁：常用是球铸和灰口铸铁（

7、耐磨、导热、润滑性好，但耐腐蚀性差）；4.2.5陶瓷：分白陶瓷（微晶刚氧化铝）与黑陶瓷（金属陶瓷）两种。陶瓷在大金数介质中（除FH浓碱外）都具有特别好的化学稳定性、高硬度和耐磨性。但由于导热系数小，冲击韧性低，易热裂，所以受到限制；石墨：石墨的导热性仅次于金属，具有良好的自润性，分两种：一种是烧结的硬质材料，称碳素石墨，材料代号：TM，此材质质硬而脆；另一种是石墨化材料，质较软而强度低，但润滑性好称电化石墨，材料代号：DM。以上两种石墨形态气孔率大，15%左右，机械强度低，容易冒汗、渗漏和破裂。为了补救这些缺点，可用浸渍、渗碳等方法来堵塞其孔隙，提高其硬度和机械性能。浸渍方法分为： 浸酚醛树脂

8、 浸渍树脂 浸渍树脂 环氧树脂 有机石墨 聚四氟乙烯 浸巴氏合金 青铜 浸金属 铝 铅 银4.2.6磷青铜：和YG硬质合金配对使用；4.2.7硅铁：高硅铁是含14-16%的合金铸铁，硬度高HRC45-50，化学稳定性好，耐酸碱，脆性大耐冲击性更差；4.2.8聚四氟乙烯:4F具有良好的化学稳定性，唯有高温王水（1：3的H2SO4和HCl）才能腐蚀它，所以被称为塑料王，其u小，0.09-0.12，冲击韧性大，吸水性差,导热性差，线膨胀系数大约金属10倍。为了改变机械性能，故填充石墨砂，玻璃纤维青铜粉和二硫化钼，它使用温度-190-+250;4.3辅助密封圈用材料: 辅助密封圈的作用是阻止介质沿轴向

9、泄漏渗透出来，补偿密封面的偏斜振动，以保证动静环紧密贴合。为此要求密封圈有良好的弹性，较好的耐磨性和较小u，达不到粘结，不吸水，在介质中不溶解，不膨胀，不老化，永久变形小，低温时不得变脆而失去弹性。目前，广泛使用密封圈材料有：4.3.1丁腈橡胶40#：t30；4.3.2氟橡胶：t3000，耐酸耐油；4.3.3硅橡胶：t200，低温-70120耐腐蚀性不如氟胶；4.3.4氯丁橡胶：耐酸碱材料；4.3.5聚四氟乙烯：前面已介绍过。5 几个关键参数的选取和计算5.1反压系数的选取5.1.1对于所输送介质是润滑性较好的油类，反压系数取0.5为宜，润滑性差一些的取0.7（水）。5.2平衡系数值的确定 平

10、衡系数愈大，则由介质引起的端面比压愈小，但密封可靠性降低；反之，值愈小，P比就愈大，但P比的增大会导致端面磨损加剧，容易发热，导致密封失效，所以平衡系数的大小是密封泄漏与磨损量这对矛盾的表现形式，要全面考虑，合理选定。目前，对于的选取一般凭实际经验，值不得超过0.5，否则（1-）将出现负值，介质压力将会把密封端面推开，使密封失效，一般值常用范围为=0.150.45，即载荷系数K=0.850.55（K=1-），在其它条件不变时，粘度越大，值愈小，粘度越小使用值愈大，如水，=0.40.45,柴油重油则=0.250.30，另外，介质压力愈大，值也愈大，P介愈小，值亦愈小，对于一般介质P介7kg/cm

11、2，选平衡机封，P介7可选非平衡型机封。5.3端面比压P比的选择5.3.1端面比压选择的原则：密封安装前首先计算要安装机封的端面比压，根据设计工艺参数先计算机械密封的载荷系数K，如图（五）所示： 载荷系数：K=D22-d02/D22-d02； 端面比压：P比=PS+（K-）P介 （K=1-）机械密封的端面比压过大将加剧磨损与发热，比压过小则容易产生泄漏，对任何一个特定条件（介质特性，温度压力，轴径，转数）端面比压有一个最合适的范围，一般选为36Kg/cm2,对于介质压力高，润滑性能好，摩擦副材质好，可选用更大的端面比压，密封腔压力在25 30 Kg/cm2,时，端面比压可选在57kg/cm2，

12、对于介质压力较低，润滑差，易挥发，如液态烃泵，应选较小的端面比压P比5kg/cm2，但不能小于1 Kg/cm2,另外，应注意的事项：5.3.2端面比压不能小于端面间液膜的反压，否则密封端面将会被推开，造成泄漏。5.3.3端面比压不能小于端面温度升高时输送介质或冲洗液的饱和蒸气压，否则，端面将会被饱和蒸气压推开;5.3.4使液膜在允许的泄漏量下能保持在摩擦面上起润滑作用;5.3.5对于组成端面比压中的弹簧比压，必须保证低压起动与停车的密封（初始密封）弹簧比压一般取0.53kg/cm2，4F材料PS高一些。一般情况下，成型机械密封端面过小时的调节方法，由于P比=PS+（K-）P介，要增大P比,必须

13、增加PS或K值，因为K= D22-d02/D22-D12，所以，要增大K值必须增大D1，这时才能增大K值，即只有对静环端面内径进行车削加工才能增大D1值。增大D1值时要注意端面宽度，端面宽度越小，越容易磨损，湍面宽度越大，泄漏率也会随之增加。 一般轴径在d=2060之间时 b=24mm d=60100之间时 b=35mm d=100200之间时 b=47mm5.4PV值的计算 机械密封正常工作时，摩擦付端面所承受的摩擦力是由两部分组成：一部分是由端面间的液压力所造成的液体摩擦力，以克服液体分子间的牵引力，它与滑动速度有关；另一部分是由粗糙不平的接触面摩擦力，它与端面比压有关系。所以常用端面比压

14、P比与滑动速度V值(滑动面的平均速度)的乘积P比来表示密封面的摩擦工作情况。而允许的PV值取决于摩擦付的材料、光洁度、液体粘度、润滑性、接触状态，（干摩擦、边介摩擦、半液体摩擦、液体摩擦）以及导热情况、端面几何尺寸（D1、D2、b）有关。PV值都是经过实验得到的，一般情况下动环材质为钨铬钴合金，静环材质为石墨PV=33.550 kg/cm2.m.s,钴铬合金，静环为石墨PV=100166；动环堆焊铬镍合金，静环为铸铁PV=60;动环45#，静环为4F，PV=66100。5.5机械密封安装拆卸时的注意事项5.5.1安装前首先要检查密封环端面是否平整（有没有横断勾痕）表面光洁度是否达到要求（0.8

15、以上），还要用单色光验证其干涉条纹是否在合格的范筹之内，（用钠光灯验证干涉条纹光带条数）。5.5.2检查密封圈是否有缺陷，紧度是否适当（常温泵过盈量0.150.30mm，低温泵0.300.40mm之间）。5.5.3检查和密封圈接触的表面是否光洁（不允许有毛刺、勾痕、锈蚀等缺陷）。5.5.4动环装入轴套后是否有卡涩现象（用力压动环弹簧的簧性自如）。5.5.5检查静环装入压盖后有无压偏现象（用深度尺量），另外还要看压盖上的防转销量否过长（静环装入压盖后销与静环之间留有11.5mm间隙）。5.5.6单弹簧要注意旋向（不应不劲用左右手判别弹簧左右旋，逆时针旋转左旋）。5.5.7检查轴套与轴及机封配合处

16、光洁度、相关公差是否达到技术要求，检查密封垫片平整程度，否有横断沟痕。5.5.8拆卸密封时最好垂直拆装，以防碰伤动静环及轴颈。5.5.9 密封动静环在压盖及轴套上局部装配后用工业酒精或丙酮清密封动静环表面，合格后回装整设备密封系统。5.6 机械密封的维护和保养 机械密封的使用寿命长短，很大程度上取决于端面比压和PV值选取的是否合理，也有机泵本身的诸多因素，如：5.6.1机械密封的冷却冲洗系统的压力及流量不足，如果冲洗系统阻塞，密封端面摩擦付产生的热量不能及时带走，就会引起密封失效，产生泄漏（密封圈老化，密封环热脆变形）。5.6.2冷却冲洗效果不好也容易使一些硬质颗粒进入密封面引起密封端面磨损，

17、造成密封失效。5.6.3机泵的轴或轴套的跳动值超标，也易引起机封泄漏，（1650轴跳动值0.09，55120轴跳动值0.06）。5.6.4转子工作的串量必须0.5mm，否则对机封的性能也有很大影响。5.6.5机泵的振值应在优良范围内，否则，因机泵的振值过大在密封端面上形成的液膜不稳定，容易引起机封端面磨损，致使密封产生泄漏。5.6.6机泵间断性抽空也是密封损坏的主要因素之一。机泵间断性抽空造成机封摩擦付半液体或干摩擦，引起机封端面磨损。另外，机泵抽空还容易使动环与轴套之间的密封环磨损引起机封静密封点的泄漏。以上对机封不利因素，我们在日常操作维护时应尽力克服。6机械密封的冲洗形式6.1自冲洗；6

18、.2反冲洗；6.3外冲洗；6.4冲液返入口；6.5加辅助增压装置。二、非接触式密封（干气密封）1干气密封的工作原理：非接触式机械密封是近20年才发展起来的一种密封形式。而干气密封是目前发展最快的一种非接触式机械密封，从七十年代末期开始，国外就已经开始使用气体端面密封（干气密封）。干气密封属于非接触式密封，其密封原理是通过在密封面上开一定形状的浅槽（8-10um），密封运转时产生流体动压效应，在摩擦付之间形成一层很薄的气膜，油于气膜在密封槽内的增压作用，干气密封的静环被推开，处于非接触状态（距离约3um-5um）从而使密封工作在非接触状态，而且密封不需要复杂的封液辅助系统，不会对工艺介质及环境造

19、成污染。干气密封最初用于离心压缩机，90年代才正式应用于机泵。化工一厂机泵上应用的第一套干气密封是裂解老区EP-432泵，它的结构型是（机械密封+干气密封）的串联结构。该结构密封主要用于中、高压条件下。第一级主密封为机械密封介质为机泵所输送的丙烯介质，第二级密封为干气密封，密封介质为第一级密封泄漏的微量介质和外部引入的N2或惰性气体，如图（六）所示：该结构常用于液态烃、氨等易挥发介质的密封，该结构的特点是：机械密封作为主密封对工艺介质进行密封；干气密封作用辅助密封，其作用有两个：一是通过密封惰性气体增加主密封的背压，提高机械密封端面液膜的完整性，减小密封端面的磨损，延长机械密封的使用寿命；二是

20、将机械密封泄漏出来的工艺介质收集起来，随惰性气体一起排往火炬，保证工艺介质不会泄漏到环境中。该密封结构简单，密封使用稳定可靠，外部气体不会对工艺介质造成污染，使用寿命取决于机械密封（2年）。非接触式机械密封还有其它几种形式：迷宫密封+干气密封+干气密封，干气密封+干气密封，干气密封和疏齿密封配合使用。如（裂解新老区压缩机组） 2干气密封材料的选取 第一级接触式密封摩擦付材料为硬质合金、石墨，动环辅助密封圈采用聚四氟乙烯楔形环，静环辅助密封圈采用丁腈橡胶，干气密封摩擦付材料为4Cr13/石墨，螺旋槽加工在4Cr13硬环面上，螺旋槽的加工方法采用电化学腐蚀工艺，深度控制在8-10m。在安装使用干气

21、密封前要在氮气进入密封腔之前，经过过滤器进行净化过滤器精度小于1m，干气装置（如图七）所示：干气密封干气密封球阀B氮气源G1/2球阀A进入火炬压力表三、浮环密封1浮环密封的结构及工作原理：浮环密封也称为油膜密封，在化工一厂EC-301、CC-601机组都采用了浮环密封，浮环密封组件分内浮环和外浮环、疏齿及密封胶圈组成，压缩机的进出端密封腔相连接，将外来的缓冲气及这两个腔的压力高于出口端压力0.3kg/cm2（表），压缩机两端的密封腔又和平衡管相连，但用盲板堵住。当压缩机运行不注入密封气时，则将其盲板拆除，以使两端气体平衡。密封外侧的隔离腔通过油封室与大气接通，因此进出口两端密封组件是在相同压力

22、下进行密封的。这样内侧接近于气体平衡压力，外侧接近于大气压。这样漏入密封腔的气体压力为密封所承受的实际气体压力，也就确定了向密封腔B供密封油的压力。密封系统中设有高位油槽，装在高于压机：轴中心线4570mm处，造成0.35 kg/cm2的压差。而出口端密封腔A由管路与高位密封油槽顶部相接，以保证高位油槽内压力与密封腔压力相同，但又因为位差造成油的正压差为0.35 kg/cm2，密封油通过密封腔B，然后流过内外密封环，由于外密封环设计间隙大于内浮环，因此，绝大部分油是经过外密封环与轴的间隙流出。密封腔C处于常压，这些油从密封腔C排入油封室（轴承室）返回油箱，剩余的密封油通过内密封环与轴的间隙流入

23、密封腔A，由于这部分油的压力比A腔压力高0.35 kg/cm2，就保证了密封作用。同时，由于A腔的轴套设计为档油结构，当一小部分气体从迷宫与轴的间隙流入密封腔A，就能防止油混入气流，油与漏入的气体的混合物从密封腔A排入气液分离器，经分离后的一部分气体排至火炬，另一部分返回压机进气腔。（图八所示）2、浮环密封的安装拆卸注意事项：2.1安装浮环密封的轴（或轴套）的端部，为了便于套装浮环，应制成倒角，并修光滑。2.2安装前应认真检查各另部件数量规格是否齐全正确，密封元件尤其在内，外浮环是否有碰损之处，如发现有损坏之处，需及时进行返修或更换元件。2.3安装前应测量轴或轴套及内外浮环的尺寸，检查轴与浮环

24、径向间隙是否符合要求。2.4安装前各密封元件，需用汽油清洗干净，并检查各元件表面或轴套表面是否有毛刺或勾痕等。2.5安装前应认真识别内外浮环，切不可装错。2.6浮环在安装时应事先在内表面和研磨端面上浇足透平油，使其能预先形成一层油膜，以利于初始工作时降低摩擦系数。四、疏齿密封 疏齿密封最适应于多级压缩机及透平级间密封和轴封，也适应于机泵的油封。1 疏齿密封的 结构及密封原理： 疏齿密封有筒状的，还有二瓣和多瓣的，其剖视图如疏子一样，所以称为疏齿密封。疏齿密封在安装时和转动件或轴套留有一定径向的间隙，以确保机壳和其本身的热膨胀及机组振动时不相互磨损。 疏齿密封的工作原理就是利用各疏齿阻流和各齿间

25、容积的增大减压的过程。对于封一些高压介质一般还配有抽汽装置。2 疏齿密封的材质： 疏齿密封的材质都比较软，以免伤轴，一般都选铝、铝合金及铜、铜合金。基础知识密封概述1.1泄露泄露是机械设备常产生的故障之一。造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄露。减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，

26、以阻止泄露。对于真空系统的密封，除上述密封介质直接通过密封面泄露外，还要考虑下面两种泄露形式：渗漏。即在压力差作用下，被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏；扩散。即在浓度差作用下，被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。1.2 密封的分类密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封主要有点密封，胶密封和接触密封三大类。根据工作压力，静密封由可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软，垫片较宽的垫密封，高压静密封则用材料较硬，接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作用相对

27、运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。1.3 密封的选型对密封的基本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。1.4 密封材料1.4.1 密封材料的种类及用途密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是：1） 材料致密性好，不易泄露介质；2） 有适当的机械强度和硬度；

28、3） 压缩性和回弹性好，永久变形小；4） 高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；5） 抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；6） 摩擦系数小，耐磨性好；7） 具有与密封面结合的柔软性；8） 耐老化性好，经久耐用；9） 加工制造方便，价格便宜，取材容易。橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。1.4.2 通用的橡胶密封制品材料通用的橡胶密封制品在国防，化工，煤炭，石油，冶金，交通运输和机械制造工业等方面的应用越来越广泛，已成为各种行业中的基础件和配件。橡胶密封制品常用材料如下。1.4.2.

29、1 丁腈橡胶丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能，但不耐酮，酯和氯化氢等介质，因此耐油密封制品以及采用丁腈橡胶为主。1.4.2.2氯丁橡胶氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶剂性能。它有较好的耐齿轮油和变压器油性能，但不耐芳香族油。氯丁橡胶还具有优良的耐天候老化和臭氧老化性能。氯丁橡胶的交联断裂温度在200以上，通常用氯丁橡胶制作门窗密封条。氯丁橡胶对于无机酸也具有良好的耐腐蚀性。此外，由于氯丁橡胶还具有良好的挠曲性和不透气性，可制成膜片和真空用的密封制品。1.4.2.3 天然橡胶天然橡胶与多数合成橡胶相比，具有良好的综合力学性能，耐寒性，较高的回弹性及耐磨性。天然橡胶不耐矿物油，但在植物油和醇

30、类中较稳定。在以正丁醇与精制蓖麻油混合液体组成的制动液的液压制动系统中作为密封件的胶碗，胶圈均用天然橡胶制造，一般密封胶也常用天然橡胶制造。1.4.2.4 氟橡胶氟橡胶具有突出的耐热（200250），耐油性能，可用于制造气缸套密封圈，胶碗和旋转唇形密封圈，能显著地提高使用时间。1.4.2.5 硅橡胶硅橡胶具有突出的耐高低温，耐臭氧及耐天候老化性能，在-70260的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧，耐天候等优点，适宜制作热机构中所需的密封垫，如强光源灯罩密封衬圈，阀垫等。由于硅橡胶不耐油，机械强度低，价格昂贵，因此不宜制作耐油密封制品。1.4.2.6 三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶的主链是

31、不含双键的完全饱和的直链型结构，其侧链上有二烯泾，这样就可用硫磺硫化。三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性，耐臭氧性，耐候性，耐热性（可在120环境中长期使用），耐化学性（如醇，酸，强碱，氧化剂），但不耐脂肪族和芳香族类溶剂侵蚀。三元乙丙橡胶在橡胶中密度是最低的有高填充的特性，但缺乏自粘性和互粘性。此外，三元乙丙橡胶有突出的耐蒸汽性能，可制作耐蒸汽膜片等密封制品。三元乙丙橡胶已广泛用于洗衣机，电视机中的配件和门窗密封制品，或多种复合体剖面的胶条生产中。1.4.2.7 聚氨脂橡胶聚氨脂橡胶具有优异的乃磨性和良好的不透气性，使用温度范围一般为-2080。此外，还具有中等耐油，耐氧及耐臭氧老化特性，但不耐

32、酸碱、水、蒸汽和酮类等。适于制造各种橡胶密封制品，如油封、O形圈和隔膜等。1.4.2.8 氯醚橡胶氯醚橡胶兼有丁腈橡胶，氯丁橡胶，丙烯酸酯橡胶的优点，其耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐有机溶剂性能都很好，并有良好的工艺性能，其耐寒性较差。在使用温度不太低的情况下，氯醚橡胶仍是制造油封，各种密封圈，垫片，隔膜和防尘罩等密封制品的良好材料。1.4.2.9 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶具有耐热油（矿物油，润滑油和燃料油），特别是在高温下的耐油稳定性能，一般可达175，间隙使用或短时间可耐温200。它的缺点是耐寒性差。因此在非寒冷地区适合制作耐高温油的油封，但不适合作高温下受拉伸或压缩应力的密封制

33、品。基础知识垫密封垫密封广泛应用于管道，压力容器以及各种壳体的结合面的静密封中。垫密封有非金属密封垫，非金属与金属组合密封垫和金属密封垫三大类。其常用材料有橡胶，皮革，石棉，软木，聚四氟乙烯，钢，铁，铜和不锈钢等。垫密封的泄露有三种形式：界面泄露，渗透泄露和破坏性泄露。其中以前二者为主要形式。基础知识胶密封3.1 概述密封材料的功能是填充构形复杂且不利施工的间隙，以起密封作用。密封材料主要有三种类型：1） 硫化型的橡胶垫片或密封圈；2） 非硫化型的密封胶带；3） 无固定形状的膏状或腻子状的液体密封胶。3.2 密封胶的分类密封胶的品种及类型很多。为了满足同一使用要求，可以使用几种不同基料的密封胶

34、；而同一种基料又能制造出不同性能和不同的用途的密封胶。从密封胶的制造者和使用者两方面考虑，密封胶有多种分类方法。一般可按下述四种方法进行分类。3.2.1 按密封胶基料分类3.2.1.1 橡胶型此类密封胶以橡胶为基料。常用橡胶有聚硫橡胶，硅橡胶，聚氨酯橡胶，氯丁橡胶和丁基橡胶等。3.2.1.2 树脂型此类密封胶以树脂为基料。常用树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂等。3.2.1.3 油基型此类密封胶以油料为基料。常用的油类有各种植物油如亚麻油，蓖麻油和桐油，以及动物油（如鱼油）等。3.2.2 按密封胶硫化方法分类此类密封胶系列利用空气中的水分进行硫化。它主要包括单

35、组分的聚氨酯、硅橡胶和聚硫橡胶等。其聚合物基料中含有活性基因，能同空气中的水发生反应，形成交联键，使密封胶硫化成网状结构。大气中的湿气作为硫化反应中的催化剂。3.2.2.2 化学硫化型密封胶双组分的聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶和环氧树脂密封胶都属于这一类，一般在室温条件下完成硫化。某些单组分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡胶密封胶以及聚氯乙烯溶胶糊状密封胶（如汽车用点焊胶），则须在加条件下经化学反应完成硫化。3.2.2.3 热转变型密封胶用增塑剂分散的聚氯乙烯树脂和含有沥青的橡胶并用的密封胶是两个不同类型的热转变体系 。乙烯基树脂增塑体在室温下是液态悬浮体，通过加热转化为固体而硬化；而橡胶沥青并用

36、密封胶则为热熔性的。3.2.2.4 氧化硬化型密封胶表面干燥的嵌缝或安装玻璃用密封胶属这种类型，主要以干性和半干性植物油为基材。着中类油料可以是精制聚合的、吹制的或化学改性的。用环烷酸钴作催干剂加速表面干燥而内部不硬化；环烷酸铅可使表面和内部都硬化；而环烷酸锰使内部硬化更有效。3.2.2.5 溶剂挥发凝固型密封胶这是以溶剂挥发后无粘性高聚物为基料的密封胶。这一类密封胶主要有丁基相交、高分子量聚异丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡胶等密封胶。3.2.2.6 不干性能够永久塑性密封胶这类密封胶通常包括以聚丁烯、中等分子量的聚异丁烯、高粘度的非氧化性粘接料如苯乙烯基油、不干性植物油

37、、吹制半干性油或丁基橡胶为基料的密封胶。3.2.3 按密封胶形态分类3.2.3.1 膏状密封胶这类密封胶属低级别密封胶，通常采用3种主要材料：油和树脂；聚丁烯；沥青。常用于密封小窗户的固定玻璃，其接缝移动变形量最大为 +5%或-5%，使用有效期一般为2年。3.2.3.2 液态弹性体密封胶这类密封胶包括经硫化可形成弹性状态的液态聚合物。他们具有承受重复的接缝变形能力。液态弹性体密封胶使用寿命一般为1520年。这类密封胶具有高的粘接力和剪切强度，室温下具有良好的柔软性。其缺点为价格高，通常情况下需要底胶，双组分密封胶现场混合不方便，硫化时对温度和湿度敏感等。3.2.3.3 热熔密封胶热熔密封胶又称

38、为热施工型密封胶，是指以弹性体同热塑性树脂掺合物为基料的密封胶。热熔密封胶可配制成性能接近于液体弹性密封胶，但它比液体弹性体密封胶优越的是不需要加入硫化剂。3.2.3.4 液体密封胶这类密封胶主要用于机械结合面的密封，以代替固体密封材料（纸片、石棉、软木和硫化橡胶），以防止机械内部流体从结合面泄露，所以液体密封胶又称为液体垫圈。3.2.4 按密封胶施工后性能分类3.2.4.1 固化型密封胶这类密封胶又可分为刚性和柔性两类。刚性密封胶硫化或凝固后形成的固体，很少具有弹性；柔性密封胶在硫化后具有弹性及柔软性。刚性密封胶的特点是不能弯曲，通常接缝不可移动。柔性密封胶经硫化后保持柔软性。3.2.4.2

39、 非固化型密封胶这类密封胶是软质凝固性的密封胶，施工后仍保持不干性（增粘剂不断地迁移到表面）状态。这种胶通常为膏状，可用刮刀或刷子施用到接缝中，可以配合出不同粘度和不同性能的密封胶使用。3.3常用密封胶的种类在前面密封胶的分类中列举了多种方法，其中应用最广泛的是将密封胶分为硫化型和非硫化型两大类。在硫化型密封胶中应用最广泛的是室温硫化型，加温硫化型用的较少。非硫化型密封胶有液体密封胶和腻子。此外，在加上常用的厌氧胶。3.4 液体密封胶的选用和施工工艺密封胶的选用，应根据使用条件、密封件的材料和密封面状态、密封介质的种类和特性以及涂敷工艺等要求综合考虑。一般情况下当受力较大，且受冲击力及交变力时

40、，应选用强度较高的密封胶；当变温差很大时，应选用韧性好的密封胶。3.4.1 液体密封胶的施工方法液体密封胶的施工方法可根据胶的状态选用。膏状密封可用刮刀刮涂或注射枪注射施工；液体密封胶采用的刷子刷涂或喷涂施工；膜状密封胶用铺贴方法施工。3.5 国产密封胶3.5.1 室温硫化聚硫橡胶密封胶为多组分材料，室温硫化成弹性体，为干性粘着型密封胶，常用的有XM系列密封胶。3.5.2 室温硫化硅橡胶密封胶硅橡胶密封胶的有多种特殊性能，如耐高温、耐低温性能，良好的电绝缘性能。3.5.3 厌氧胶3.5.4其他硫化型密封胶3.5.5非硫化型密封胶非硫化型密封胶大部分为不干性和半干性，其中呈腻子状的又称非硫化型腻

41、子。这类胶对温度敏感性小，在使用温度范围内密封胶不变形，不开裂，不结皮，而且长期储存性好，但力学性能低，适用于可拆卸部位或紧固联接接合面密封、沟槽密封及填堵较大的结构空隙，在液体密封垫中占主要地位，广泛应用于可拆卸部位的密封。 基础知识填料密封填料蜜密封是一种最古老的密封方式，在中国已有上千年的历史。它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露，主要用作提水机械的密封。填料密封主要用作动密封。它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。为了适应上述设备的工作条件，填料密封必需具备下列条件：1） 有一定的

42、塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。2） 有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的侵渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。3） 自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。4） 轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。5） 制造简单，填装方便。填料的种类很多，可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类，最常用的有下面四类：绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。4.1 绞合填料和编结填料绞合填料即把几股石棉线绞合在一起，将它填塞在填料腔内即可起密封作用。编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成，并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。4.2 塑性填料 塑性填料是几经膜具

43、压制成型的填料。4.3 金属填料金属填料有半金属填料和全金属填料两种。所谓半金属填料是金属与非金属组合而成，全金属填料则不含非金属。4.4 碳纤维填料碳纤维填料是一种新型填料。其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意，而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好，其缺点仅在于有渗透泄露，但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。目前其成本较高，但随着碳纤维的发展，其成本定会下降，因此，碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。4.5 填料的选择选择填料时，应考虑：机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力，以及运动速度等，其中尤以介质的腐蚀性（以pH值表示），

44、pH值及使用温度为最重要。4.6 填料的合理装填填料的合理装填应按下列步骤进行：1） 清理填料腔，检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。2） 用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量，其公差应在允许范围内。3） 填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂。4） 对成卷包装的填料，使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒，将填料缠绕在其上，再用刀切断，切口最好呈450斜面，对切断后的每一节填料，不应让它松散，更不应将它拉直，而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好，置于洁净处。5） 装填时应一圈一圈装填，不得同时装填几圈。6） 取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套，合于轴上，将填料推入腔的深部，并

45、用压盖对木轴套施加一定的压力，使填料得到预压缩。7） 以同样的方法装填第二圈、第三圈。8） 最后一圈填料装填完毕后，应用压盖压紧，但压紧力不宜过大。基础知识成型填料密封成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈。成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两类；按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类。各种材料的挤压型密封圈中橡胶挤压型密封圈应用最广，其中O形圈历史最悠久，最典型。唇形密封圈的类型很多，有V形、U形、L形、J形和Y形等。5.1 O型密封圈O型密封圈简称O型圈，开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。O型橡胶密封圈有如下的优点

46、：1） 密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻；2） 有自密封作用，往往只用 一个密封件便能完成密封；3） 密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露；4） 运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应；5）尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。5.2 V型密封圈V型密封圈为一种唇形密封圈，是使用最早使用最多的成型填料之一。它主要用于往复运动，作活塞或活塞杆的密封。很少用于转动中或作静密封。V形密封圈有下列特点：1）密封性能良好；2）允许一定的偏心载荷、和偏心运动；3）可以多圈重叠使用，并通过调节压紧力来获得最大密封效果；4）耐冲击压力和振动压力；5）当填料不能从轴向装入时，可以开切口使用，只要安装时将切口互相错开，不影响密封效果。其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大。5.3 Y型密封圈活塞密封用的U形和Y形密封圈在形状上略有不同，U形圈的唇长，底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度。Y形圈的纯短，底部厚，这是为了克服U形圈常常不能稳定安放而设计的，同时可增大唇的强度，以免唇根部被撕裂。5.4 鼓形和山形密封圈的结构5.4.1 鼓形密封圈的结构鼓形密封圈又称活塞密封圈，它是为单向和双向工作的活塞而设计的。密封圈的截面、衬套或挡环的结构与活塞的设计有很