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如何正確選擇水泵橡膠密封材料!
作者: 來源: 發(fā)布時間:2016-08-17

橡膠密封件是實現(xiàn)泵密封的關(guān)鍵之一。常見的橡膠密封材料:三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠和氟橡膠,它們有不同的性能和用途。如何選擇正確的橡膠密封材料,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。下面先來介紹每種材料的性能

三元乙丙橡膠(英文簡稱EPDM)是目前飲用水輸送系統(tǒng)中最常用的一種材料。三元乙丙生膠由乙烯、丙烯和第三種特殊結(jié)構(gòu)的單體共聚反應合成。由于其分子主鏈結(jié)構(gòu)上沒有不飽和鍵,三元乙丙橡膠具有優(yōu)異的抗氧化、耐臭氧性、耐紫外線和耐熱性(即耐候性好)。同時,它還具有優(yōu)異的耐水性和耐水蒸汽性。三元乙丙橡膠的使用溫度范圍也很廣,一般地說,它可以在-40℃到125℃之間長期使用。特殊的配方可以將低溫性能降到-55℃左右;或者將高溫上限提高到150℃。值得注意的是,三元乙丙橡膠不耐脂肪烴和芳香烴等油類。在有礦物油、汽油、燃油等環(huán)境下,三元乙丙橡膠件會很快溶脹,同時機械強度會大大降低。所以,三元乙丙橡膠件不能使用基于石油的潤滑油。

  丁腈橡膠(英文簡稱NBR)在水輸送系統(tǒng)中也很常見。這類彈性體是由丁二烯和丙烯腈共聚而成的。一般地說,丁腈橡膠產(chǎn)品可以在-55℃到100℃之間使用。當丙烯腈成分增加時,該丁腈橡膠產(chǎn)品的耐熱性、耐油性、耐磨性等都有提高,但其耐低溫性會下降。丁腈橡膠的耐水膠好。一般在水輸送系統(tǒng)中選擇丁腈橡膠是因為橡膠件在使用中可能會碰到礦物油等油脂,比如污水處理等。

  硅橡膠彈性體是由聚二甲基硅氧烷合成的。它具有優(yōu)異的耐水性、耐候性、耐臭氧性等性能,同時還有氣味小、易加工成型等優(yōu)點。普通硅橡膠可以在-55℃到225℃之間使用。硅膠的缺點是抗拉伸強度不好,抗撕裂性和耐磨性也不好,價格也較高。

  氟橡膠(英文簡稱FKM)種類很多,但是它們在結(jié)構(gòu)上都是在主鏈或側(cè)鏈的碳原子上帶有氟原子。氟橡膠具有高度的耐熱性,優(yōu)良的化學惰性(耐化學品、耐腐蝕、耐油),很好的物理機械性能(包括耐磨)以及優(yōu)異的耐候性和抗老化性。通用型的氟橡膠產(chǎn)品一般可以在-25℃到200℃之間使用。在水輸送系統(tǒng)中,氟橡膠的主要缺點是價格太高。

  如上所述,每種橡膠材料都各有優(yōu)缺點。另外,每種橡膠根據(jù)不同的性能要求,可以有多種配方。在設計過程中,如何根據(jù)實際情況來選擇正確的橡膠產(chǎn)品就顯得非常重要了。通常,設計人員應該從以下幾個方面著手。

  首先要考慮的設計因素是:該密封件在系統(tǒng)中會與什么物質(zhì)接觸?除了要注意密封件材料是否耐受被密封的流體,比如空氣、水、油污、蒸汽、化肥等等。還應該注意與密封件接觸的金屬或塑料件。比如說,如果不合適的橡膠件和聚碳酸酯塑料長期放在一起,該橡膠件中的某些成分會慢慢滲透到兩者接觸表面,從而造成聚碳酸酯塑料表面龜裂。

  其次,即使該橡膠密封件只同飲用水直接接觸,那么水中殘留的消毒劑也是一個需要考慮的因素。即與橡膠件接觸的飲用水是用什么來消毒的。世界上每個國家和地區(qū)的消毒方式都不一樣。主要的方式有氯化消毒和氯胺消毒等。研究表明,這些殘留在水中的消毒劑會與橡膠件發(fā)生化學反應,使橡膠件溶脹變形,甚至分解,從而影響了橡膠件的密封功能和壽命。

  再者,如果該橡膠密封件要與飲用水直接接觸,那么材料的安全性也至關(guān)重要。比如,有些閥門與水直接接觸的部分是閥體內(nèi)側(cè)的橡膠密封部分。該閥門整件能否用于飲用水系統(tǒng)中,其中一個重要的指標是要看該橡膠產(chǎn)品是否無毒,是否符合飲用水衛(wèi)生標準。值得注意的是,每個國家和地區(qū)的飲用水衛(wèi)生要求都不一樣。如果產(chǎn)品要出口多個國家,那么可能就需要多重認證了。由于國外認證費用高昂,挑選橡膠產(chǎn)品供應商就需要仔細篩選甄別,看看他是否能夠提供有關(guān)的橡膠產(chǎn)品認證書。

  除此之外,還需要考慮使用環(huán)境中的其他因素。比如是否與臭氧長期接觸(抗臭氧性)。如果有,那么丁腈橡膠就不一定是最好的選擇了,因其耐臭氧性較差。再如,密封件的使用溫度。如果產(chǎn)品會用在嚴寒地區(qū)的室外,普通氟橡膠就不合適了。因為低于-25℃,普通氟橡膠就開始變得脆硬,失去彈性,密封性能也大大降低。如果需要耐-40℃低溫的特殊氟橡膠,那么原料價格可能會成倍增長。

  最后是一些與密封件的使用功能相關(guān)的因素。比如,橡膠件是動態(tài)密封,還是靜態(tài)密封?在使用的過程中,橡膠件是否需要耐受動態(tài)疲勞?橡膠件密封表面在工作中是否會遇到摩擦?橡膠零件在安裝或者使用時是否需要被拉伸?橡膠件是否承受壓力(低壓還是高壓)?密封件是一次性使用?還是需要有一定的設計壽命?

  以上列舉的只是一些常見的重要因素。每個產(chǎn)品的設計或者應用都有其特殊性,設計者應該根據(jù)具體情況進行分析。另外,沒有一種橡膠材料能夠滿足所有的要求。換句話說,耐受所有化學物質(zhì)并且價格低廉的橡膠材料是不存在的。這時,設計人員就需要綜合考慮,分清主次而選擇最優(yōu)方案。

  另外,設計人員在選擇密封件材料的過程中,還可以考慮向有經(jīng)驗的橡膠件供應商咨詢。一個良好的橡膠供應商在產(chǎn)品設計過程中,除了提供材料方面的幫助,還能給機械設計人員提出有用的建議,比如橡膠件的設計方案是否合理、是否容易生產(chǎn)等,這樣可以縮短設計時間,并讓產(chǎn)品整體上更具競爭力。




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