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目錄
No. 1
  嚴密地封閉。
密封的定義
  密封是防止流體或固體微粒從相鄰結合面間泄漏以及防止外界雜質如灰塵與水分等侵入機器設備內部的零部件或措施。
  密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封密封密封和直接接觸密封三大類。根據工作壓力,靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質較軟寬度較寬的墊密封,高壓靜密封則用材質較硬接觸寬度很窄的金屬墊片。動密封可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本類型。按密封件與其作相對運動的零部件是否接觸,可分為接觸式密封和非接觸式密封;按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封,端面密封又稱為機械密封。動密封中的離心密封和蠃旋密封,是藉助機器運轉時給介質以動力得到密封,故有時稱為動力密封
密封分類及應用
  根據密封結構的類型、密封機理、密封件形狀和材料等,密封可按表29.2-1分類。
  29.2-1 密封的分類
  對密封的基本要求是密封性好、安全可靠、壽命長,燕應力求結構緊湊,係統簡單,製造維修方便,成本低廉,大多數密封件易損件,應保證互換性,實現標準化、係列化。
  各種型式的密封,都有其特點和使用範圍,設計密封時應先進行分析比較。
  29.2-2列出了各種常用密封方法的特徵,29.2-3為動密封的種類與應用範圍。
  密封類型 往復運動 轉動 耐壓性 耐高速性 耐熱性 耐寒性 耐久性 用途 備註
  填料密封 良 良 良 良 良 可 可 泵、水輪機、閥、高壓釜。 可用纏繞填料、紡織填料或成型填料。
  O形圈密封 良 可 良 可-良 可-良 可 可 活塞密封 可廣泛用作靜密封,此時耐久性良好。
  Y形圈密封 優 × 優 良 良-可 可 可 活塞密封 有時作靜密封
  機械密封 × 優 優 優 優 優 優 泵、水輪機、高壓釜、壓氣機、攪拌。可用不同的材料組合,包括金屬波紋管密封
  油封 (可) 優 可 優 良-可 可 可 軸承密封 或與其他密封並用,防塵
  分瓣滑環密封 可 良 優 優 優 優 優 水輪機、汽輪機 多用石墨作滑環
  迷宮式密封 優 優 優 優 優 優 優 汽輪機、泵、壓氣機 往復用時,宜高速,低速不用
  浮動環密封 可 良 優 優 優 優 優 泵、壓氣機
  離心密封和蠃旋密封
  × 優 良 良 良 良 優 泵
  磁流體密封 × 優 可 優 良 優 優 壓氣機 衹用於氣體介質
  29.2-3 動密封的種類與應用範圍
  種類 真空(絶對壓力)/MPa 壓力(表壓)/MPa 工作溫度/℃ 綫速度/m•s-1 泄漏率/ m•h-1 使用期限 應用舉例
  壓緊填料密封 1.33×10-3 31.38 -240~600 20 10~1000 - 清水離心泵,柱塞泵、閥桿密封
  接 觸 型 成型填料 擠緊型 1.33×10-7 98.07 -45~230 10 0.001~0.1 6個月~1年 液壓缸、水壓缸
  唇型 1.33×10-9 0.1~10
  橡膠油封 油封 - 0.29 -30~150 12 3~6個月 軸承封油與防塵
  防塵油封
  硬填料密封 往復 - 294.20 -45~400 - 3個月~1年 活塞桿密封
  旋轉 - 6個月~1年 航空發動機主軸承封油
  脹圈密封 往復 1.33×10-3 300 12 0.2%~1%吸氣容積 3~6個月 汽油機、柴油機、壓縮機、液壓缸、航空發動機主軸承封油
  旋轉 0.2 -
  機械密封 普通型 1.33×10-7 7.85 -196~400 30 0.1~150 6個月~1年 化工用、電廠用、煉油廠用的離心泵
  液膜 - 31.38 -30~150 30~100 100~5000 1年以上 大型泵、透平壓縮機
  氣膜 1.96 不限 不限 - 航空發動機
  迷宮密封 1.33×10-5 19.61 600 不限 大 3年以上 蒸汽透平、燃氣透平、迷宮活塞壓縮機
  非接觸型 動力密封 離心密封 背葉輪 1.33×10-3 0.25 0~50 30 - 1年以上 礦漿泵
  甩油環 油封 - 0 不限 不限 - 非易損件 軸承封油與防塵
  防塵
  蠃旋密封 蠃旋密封 1.33×10-3 2.45 -30~100 30 - 取决於軸承壽命 軸承封油、鼓風機封油
  蠃旋迷宮密封 - 70 鍋爐給水泵輔助密封
  其他 鐵磁流體密封 1.33×10-13 (4.12) (-50~90) (70) - - -
  全封閉密封
  密封設計中的幾個問題
  密封用材料
  密封材料應滿足密封功能的要求。由於被密封的介質不同,以及設備的工作條件不同,要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求是:①材料緻密性好,不易泄漏介質;②有適當的機械強度和硬度;③壓縮性和回彈性好,永久性變形小;④高溫下不軟化、不分解,低溫下不硬化、不脆裂;⑤抗腐蝕性能好,在酸、鹼、油等介質中能長期工作,其體積一硬度變化小,且不粘附在金屬表面上;⑥摩擦係數小,耐磨性好;⑦具有與密封面貼全的柔軟性;⑧耐老化性好,經久耐用;⑨加工製造方便,價格便宜,取材容易。顯然,任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的,但具有優異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。
  可橡膠是最常用的密封材料,除橡膠外,適合於做密封材料的還有石墨帶、聚四氟乙烯以及各種密封膠等,29.2-4列出密封材料的分類和用途。
  29.2-2 常用密封方法的特徵
  類別 材料 用途
  液體 高分子材料 液態密封膠、厭氧膠、熱熔型密封
  纖維 植物纖維 棉、麻、紙、軟木 墊片、軟填料、防塵密封件、夾布橡膠密封
  動物纖維 毛、氈、皮革 墊片、軟填料、成型填料、油封、防塵密封
  纖維 礦物纖維 石棉 墊片、軟填料
  人造纖維 有機合成纖維、玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維 軟填料、夾布橡膠密封
  彈塑性體 橡膠 合成橡膠、天然橡膠 墊片、成型填料、油封、軟填料、防塵密封件、全封閉密封
  塑料 氟塑料、尼竜、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚 墊片、成型填料、油封、軟填料、硬填料、活塞環、機械密封、防塵密封件、全封閉密封
  密封膠 液態密封膠、厭氧膠 墊片、導管聯接、蠃紋密封
  無機材料 柔生石墨 天然石墨 墊片、軟填料、密封
  碳石墨 焙燒碳、電化石墨 機械密封、硬填料、動力密封、間隙密封
  工程陶瓷 氧化鋁瓷、滑石瓷、金屬陶瓷、氧化硅、硼化鉻
  金屬 有色金屬 銅、鋁、鉛、鋅、錫及其合金 墊片、軟填料、機械密封、迷宮密封、硬填料、間隙密封
  黑色金屬 碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、堆焊合金、噴塗粉末 墊片、硬填料、機械密封、活塞環、間隙密封、防塵密封件、全封閉密封件、成型填料
  硬質合金 鎢鈷硬質合金、鎢鈷鈦硬質合金 機械密封
  貴金屬 金、銀、銦、鉭 高真空密封、高壓密封、低溫密封
泄漏
  是指從運動副的密封處越界漏出的少量不作有用功的流體的現象。
  造成泄漏的基本原因是密封部位內外兩側的壓力差或濃度差使流體流動,以及密封面上有間隙,使流體溢出。對於不同類型的密封,作用原理有所不同。靜密封是依靠封閉結合面間的間隙以實現密封作用;而動密封就不能單純依靠封閉結合面間的間隙實現密封,因為間隙愈緊密,對偶表面相對運動時的摩擦阻力就愈大,導致結合面發熱,使密封很快失效,因此動密封作用原理的要點是既可保持密封而又不産生較大摩擦阻力,包括減小密封兩側的壓力差及使結合面間保持流體潤滑膜等。
  對密封件的基本要求有如下幾點:
  1.在一定的壓力和溫度範圍內具有良好的密封性能。
  2.摩擦阻力小,摩擦係數穩定。
  3.磨損小,磨損後在一定程度上能自動補償,工作壽命長。
  4.與工作介質相適應。
  5.結構簡單,裝拆方便,價格低廉。
常用密封裝置的種類
  1.模壓成型 大多數橡膠密封件均應用此種成型方法,如各種擠壓密封、旋轉軸唇形密封、往復動唇形密封圈、復合密封、薄膜密封、波紋管形密封等。
  2.加工成型 如矩形密封、活塞環密封、同軸密封(或滑環組合密封)等。
  3.板或條類型材 如橡膠、纖維增強橡膠、粘接石棉纖維、芳族聚酰胺纖維等,板或條類型材多半用於密封襯墊或填料,橡膠作為石棉及其代用品的粘合劑,其中芳族聚酰胺纖維與加工成型的橡膠圈有時用於航天設備往復動密封
密封材料的性能要求
  密封材料的性能是保證有效密封的重要因素,選擇密封材料,主要是根據密封元件的工作環境,如使用溫度、工作壓力、所使用的工作介質以及運動方式等。對密封材料的基本要求如下:
  1.具有一定的力學性能,如拉伸強度、伸長率等;
  2.彈性和硬度適當,壓縮永久變形小;
  3.耐高溫和低溫,高溫下不分解、軟化,低溫下不硬化;
  4.與工作介質相適應,不産生溶脹、分解、硬化等;
  5.耐氧性和耐老化性好,經久耐用;
  6.耐磨損,不腐蝕金屬;
  7.易於成形加工,價格低廉;
橡塑密封技術發展動嚮
  一、高壓化、高速化、適應高溫、低溫及砂塵等嚴酷環境
  隨着機械産品使用條件的日益嚴酷、對橡膠密封製品的使用條件也提出了更高的要求,例如在航天、航空工業、石油及礦山工業、工程機械及交通運輸工業、能源工業等使用膠密封,往往要適應較寬的溫度環境及高壓、砂塵等嚴酷環境。1984年國際橡膠會議資料,汽車、拖拉機中的旋轉軸唇形密封圈使用條件已有了較大發展。
  由於使用條件的變更,將使特種橡膠消耗量不斷增加,要求發展新型密封件,提高密封件的使用壽命及可靠性。
  旋轉軸唇形密封圈的工作壓力通常在0.1~3.5MPa,最高速度為15~20m/s。流體動力型的最高速度可達25~32m/s。但在較高情況下,工作壓力稍低一些。
  往復動密封的係統壓力一般在20MPa以下,在航天、航空工業中使用的高性能組合密封,係統壓力可達56MPa。此時,最高工作速度為1m/s。
  隨着我國經濟建設的發展,目前已提出了開發在高寒、沙漠與水下等環境中使用的密封件的要求。
  二、擠壓型密封件的技術發展動嚮
  擠壓型密封特別是O型圈在密封件中一直應用廣泛。其他如X型、T型、D型、方形、三角形等型式,適合在不同場合下應用。
  改進的方向是使其密封性能穩定可靠,提高其耐壓能力,降低摩擦力。也可以和低摩擦的塑料如聚四氟乙烯、尼竜的滑環與支承環形成組合密封。提高其耐壓力及降低摩擦力。有一些製造廠的産品許可達到速度7.5m/s,密封壓力5.6MPa。
  三、往復動唇形密封的技術發展動嚮
  往復動唇形密封又稱唇形襯墊或皮碗,相當廣泛地應用於液壓係統的往復油缸動密封。這種密封受壓面呈唇形,在安裝時有極小過盈,使唇緣與密封面充分接觸産生密封作用。當油缸工作時,隨着壓力的升高,其接觸力與接觸面積增加,從而密封性提高。而在油缸回程時,壓力隆低,接觸面積與摩擦均低於工作行程,因此産生呼吸作用,潤滑唇口。
  往復動密封的型式很多,常見的有J型、L型、U型、V型與Y型等。還有各種組合及復合密封。如彭形、蕾形、多唇形密封等。
  在高壓下的必須防止擠出,選用具有足夠抗撕強度、硬度與模量。或是帶有支承環進行保護,或是采用增強的彈性體。一些高壓、高速或高溫下使用的密封往往使用復合組合式密封,如霞板公司(Shamban )公司的“Turcon”滑環組合密封、卡爾•弗倫登堡公司和日本油封公司的“NCF”, “SIMKO”高效組合密封、道蒂公司的Balmaster,霍爾公司的Hallprone等。
  它們的共同特點是有兩個唇口與油缸壁接觸。密封部位中間設有凹槽,可以貯存介質,改善了潤滑性,唇損小,密封可靠,而用於氣動係統的唇密封則要求在無油潤滑的狀態下工作,故此與液壓係統的唇密封結構有所不同.目前多半采用在密封唇部設有貯存潤滑脂的槽或在唇部粘接有低摩擦塑料或布的結構以提高其使用壽命,有的從結構上想法降低密封唇的接觸面積與接觸壓力,有的將防塵颳板與密封件做成一體的結構。
  四、旋轉軸唇形密封技術發展動嚮
  目前相似結構的品種已不下200種。如流體動力型、內包骨架、裝配式、外露骨架、粘接聚四氟乙烯的AF型、雙模量回流型等等。外露骨架裝配式的優點是定位準確。同軸度高、導熱散熱條件好。在壓力和振動作用下穩定,因而有較高的使用壽命,同時節省膠料。雙模量回流型運用波形密封理論,通過在密封接觸部位增加一種低定伸、易變形材料,即可獲得回流效果,同時可降低産品設計與模具加工費用。
密封膠與密封脂
  密封膠是一種塗敷在兩結合面間,使之膠接在一起,從而將泄漏縫隙堵塞的密封材料。密封膠是一種高分子密封材料。密封膠一般分為液態密封膠與厭氧膠兩類。液態密封膠的初始形態一般是具有流動性的粘稠液狀物,能容易地填滿接合面間的縫隙而形成(或者經過乾燥後形成)具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻而穩定的連續薄膜。而厭氧膠則在密封膠滲入兩接合面並與空氣隔絶時,在常溫下自行聚合固化而將兩接合面牢固地膠接和密封
  密封膠具有良好的密封性能,又有良好的耐溫、耐壓、耐密介質等特點,使用方法簡便,常用於機電産品的靜止接合面間的密封,以及接合面較復雜的蠃紋等的密封
  密封脂則是一種輔助密封材料,它可配合密封材料解决密封泄漏或在衝擊、振動、交變負荷下的靜密封和低速一下的動密封
  一、液態密封
  (一)分類
  按液態密封膠的化學組成、塗敷後成膜形狀和應用場合等可分成許多類型。
  1.按化學組份分類 可分為樹脂型、橡膠型、油改性型及天然高分子型。這種分類法能根據高分子材料的特性,推測出它的耐溫性、密封性和對各種介質的適應性。
  2.按應用場合分類 可分為耐熱型、耐寒型、耐壓型、耐油型、耐水型、耐溶劑型、耐化學藥品型和絶緣型等。
  3.按其塗敷後成膜性狀分類 可分為幹性附着型、幹性可剝型、非幹性粘型、和半幹性粘彈型4種。這種分類法是國內常用分類法。對製造者和使用者都很方便。
  目前我國液態密封膠已形成通用型、無溶劑硅酮型以及厭氧型、填隙型、浸滲型等密封膠體體係。
  (二)特性
  液態密封膠本身呈液態,因此流動性好,能在金屬的接合面的窄縫中充滿縫隙,形成一種具有粘性、粘彈性或可剝性的均勻的穩定的連續的薄膜,從而使在設備各部件的接合面之間起密封作用。
  液態密封膠在一定緊固力下密封性能好,耐壓、耐熱、耐油性能好。對介質(油、水)有良好的穩定性,對金屬不腐蝕,同時,它是液態狀,不像固體墊圈那樣在起密封作用時必須要有壓縮變形,因此也就不存在內應力、鬆弛、蠕變和彈性疲勞等導致泄漏因素,由於它具有流動性和觸變性,可以充滿接合面之間凹陷和縫隙,消除了固體墊圈在使用中出現的界面泄漏現象。密封膠是一種具有良好粘接彈性的物質,在受到振動、衝擊以及過度壓縮時,不會像固體墊圈那樣産生龜裂、脫落等破壞性泄漏現象。此外,密封膠製造工藝簡單,價格便宜,貯用方便,因此這是一種理想的機械産品靜密封材料。
  (三)密封機理
  液態密封膠為什麽能在機械結合面的縫隙中起密封作用?我們可用一些通常為大傢所熟悉的例子來理解它,例如實驗室用的玻璃乾燥器上蓋和主體之間塗一層凡士林,就能防止水、氣的侵入;實驗室用的滴定管旋塞塗上考剋脂,即使旋鈕旋轉靈活,又起密封作用。
  液態密封膜的起始形態一般呈液態,但是塗敷成膜的最終形態又不一樣,所以必須結合它在結合面之間的性狀作具體的分析。例如,對於幹性附着型的液態密封膠來說,由於它們呈固態,而且粘彈性差,在受到外力緊固後的情況與固體墊片有些相似。因此必須結合分析固體墊片來探索其密封機理,幹性可剝型與幹性附着型除在最終狀態相似外,還表現出優良的粘彈性和受壓下的回覆能力。因此在密封機理上也不盡相同。而非幹性粘型的液和半幹性粘彈型密封膠在接合面之間的最終狀態是一種粘稠的物質,其密封機理還要考慮到粘性流動問題。近年來,人們分別用粘性流動理論和能量吸收理論來研究和探討密封膠的密封機理。但這些理論都是在理想工作狀態下來分析的,與實際狀況相比較還有距離,此處不作論述。
  歸納起來,液態密封膠的作用具有以下五個效果:
  1.表面效果
  固體墊片無論怎樣壓緊,也不會完全填滿接合面上的凹凸不平,在界面上總會存有間隙,而液態密封膠卻能將全部凹陷填平,呈現出良好的密封效果。
  2.粘附效果
  液態密封膠呈液態狀,具有一定的粘性,對金屬接合面具有一定的粘附力,有利於密封
  3.薄膜效果
  處於接合面間的液態密封膠被蠃紋緊固後,形成與間隙相同的薄膜,同時與表面十分吻合。根據單分子膜理論,越薄的膜,復原能力越大,越有利於密封
  4.流動和耐壓
  根據帕斯卡原理,施加在靜止液體邊界上的壓力,將以同等大小嚮液體所有方向傳遞,處於接合面間的液態密封膠受到內壓作用後,除接合面産生彈性變形外,還會産生不可逆的牛頓型粘性流動。當間隙很小時僅發生彈性變形,當間隙大時纔發生流動,即開始泄漏。使用液態密封膠的金屬接合面,間隙一般都在0.1mm以下,而且液態密封膠又是粘度很高的液體,很難發生流動,從而保持了密封性。
  5.容積變化和流動
  固體墊片的防泄漏作用是靠墊片的壓縮而産生的彈性變形。而液態密封膠的防漏是在受壓和拉伸時容積發生變形,它不存在固體墊片的壓縮變形,從而也就沒有壓縮疲勞,彈性破壞,應力鬆弛等現象,而且它總是與連接 界面粘附着的,所以能防止界面泄漏。
  (四)組成
  在研究密封膠的組成之前,我們首先研究一下具備什麽條件的粘稠狀液體.才能作為密封膠來用。一種實用的液態密封膠必須具備以下幾個條件:
  (1)填充性:當金屬表面很粗糙時,也能填充所有的凹陷,並對金屬表面有很好的浸潤性。
  (2)緻密性:在間隙中的液態密封膠本身是密緻的和柔韌的。
  (3)吻合性:與金屬表面有很好的粘附性,受振動時仍然粘附在金屬表面。
  (4)連續性:成膜必須是連續的。
  (5)高粘度:膠液粘度要高,並且隨溫度的變化要小。
  (6)穩定性:膠液本身對金屬不腐蝕,對密封的介質穩定,不發生化學反應。
  (7)適應性:適應外界環境介質和溫度條件變化,不因外界條件發生變化而失去密封性。
  (五)密封性能
  液態密封膠在使用過程中,它的密封性能優劣除與本身的性質有關外,工作條件對它的影響也很大,主要有:
  1.溫度
  液態密封膠的基體大都是高分子聚合物,這些聚合物都有不同的使用溫度範圍,因此使用時必須加以選擇。液態密封膠的耐熱性可用其膠液的熱分解溫度或軟化溫度來表示,密封膠的耐熱性取决於聚合物的耐熱性,聚合物的耐熱性高,膠的耐熱性也高。
  2.乾燥時間
  大多數通用型液態密封膠都含有溶劑,溶劑揮發完全與否對它的密封性能影響很大,膠液塗在接合面後,過遲或過早連接緊固都會降低其密封性能。一般而言,對幹性可剝型密封膠,連接緊固前要涼幹2~3min,對含有溶劑的非幹性粘型、半幹性粘彈型,則需要3~6min。而硅酮型和厭氧型液態密封膠都不含溶劑,無需有乾燥時間,但硅酮密封膠固化時必須吸收空氣中微量水份才能起密封作用,這個過程對硅酮密封膠而言稱為“吸濕”過程。
  3.緊固扭矩
  接合面被緊固時,緊固力越大,接合面間隙就越小,膠液在間隙中的流動性越差,同時膠液對金屬的粘附力越大,因此膠的耐壓性越高。
  4.接合面形狀
  接合面的形狀大小、寬度、所用蠃栓個數等,對密封膠的密封性能也有纔很大的影響,可概括以下幾點:
  (1)如果法蘭接合面面積受壓一定,法蘭內徑越小,液態密封膠的耐壓力越高。
  (2)如果法蘭接合面內徑和單位面積承受壓力一定,則法蘭接合面越寬,膠的耐壓力越高。
  (3)任意法蘭單位面積承受壓力越大,即緊固扭矩越大,則膠的耐壓力越高。
  (4)如果法蘭接合面內外徑同時變化,接合面單位面積承受壓力保持一定,當法蘭接合面外徑面積變化大於內徑面積變化時,則膠的耐壓力越高。
  (5)密封膠的粘力越大,則膠的耐壓力越高。
  5.表面粗糙度
  如果連接面很平,表面粗糙度越低,膠的耐壓力就越高。但表面粗糙度過低,膠液易於變形和流動,承受壓力後膠液易被擠出,不利於密封,但耐壓性降低。因此表面粗糙度在Ra 6.3~Ra 0.63為宜。這樣還可降低加工費用。
  6.不平度
  如果接合面本身不平,連接緊固後,膠液在接合面間的厚度不一樣,厚度較大處的膠液流動時所遇到的摩擦阻力小,容易變形,在介質壓力作用下,易産生泄漏,膠的耐壓性降低。
  7.保壓時間和耐壓力
  液態密封膠在使用過程中,短時間內可承受較高的壓力,隨着保壓時間的延長,耐壓.力有所下降,但到2小時後耐壓力又趨嚮穩定。
  8.液態密封膠與固態墊片合用
  在通常情況下,接合面間隙在0.1mm以內,通用型液態密封膠可以單獨使用;當間隙超過0.1mm或工作條件較苛刻時,可將通用型液態密封膠與固體墊片並用,其密封效果更好。在兩者並用的情況下,固體墊片主要起着防止接合面因間隙過大而發生的泄漏,而液態密封膠則起着充滿接合面凹陷的作用。
  9.耐介質性能
  選用液態密封膠時,要考慮它對接觸介質的穩定性,這種穩定可用重量變化率來衡量,通常重量變化率在±10%以下可認為是穩定的。
  二、厭氧膠粘劑
  厭氧膠全稱厭氧性密封膠粘劑,是一種既可用於膠接又可用於密封的膠。其特點是厭氧性固化,即膠在空(氧)氣中呈液態,當滲入金屬(非金屬)工件的縫隙。與空氣隔絶時,常溫下就自行聚合固化,使工件牢固地膠接和密封
  厭氧膠的主要優點有:
  1.使用方便,不用配比調混,沒有操作時間的限製,餘膠露在空氣中不會固化,除去方便;
  2.常溫固化,節約能源;
  3.浸滲性好,能填滿細微的縫隙;
  4.固化後無明顯收縮,有極好的密封性;
  5.吸振防鬆性能好;
  6.不含溶劑,無公害;
  7.固化的膠具有良好的耐介質性能;
  8.可膠接多種金屬和非金屬材料,有一定的膠接強度,而又可拆卸;
  9.膠層有防銹、絶緣和防止電偶腐蝕作用;
  10.貯存期都在一年以上。
  這些優越的性能適用於機電産品的鎖緊、密封、粘接固持和鑄件微氣孔滲補等多種用途。因此,厭氧膠得到日益廣泛應用。
  (一)厭氧膠分類
  厭氧膠由多種成分組成,改變其中某個成分,都有可能獲得新的性能。因此,厭氧膠有衆多的品種。為方便選膠,需要恰當地分類。沿用的分類方法有按膠的單體種類分;按膠的粘度和膠接強度分和按膠的用途分。
  隨着厭氧膠品種的開發,應用範圍逐漸擴大,膠的分類方法轉嚮以主要用途來劃分。就當前厭氧膠的主要用途而言,可分為下列六類:
  緊固件鎖緊;管道接頭密封;平面密封取代墊圈;粘接固持;浸滲補漏和維護修理。
  1.緊固件鎖緊
  緊固件蠃紋用厭氧膠鎖緊防鬆是厭氧膠最早的應用領域,膠液能填滿蠃紋嚙合處的全部縫隙,擠出空氣而“絶氧固化”,在蠃紋配合面形成不溶的高聚物,有極好的吸振防鬆作用,嚙合的蠃紋仍可用常規工具拆卸,並可再次塗膠組裝。這種鎖緊防鬆的措施要比常用的機械方法簡單可靠,而且費用比普通的彈簧墊圈低,鎖緊的蠃紋還有很好的密封性。
  國外已形成等級齊全的鎖緊用厭氧膠係列,能適應從眼鏡架上的小蠃釘到巨型衝床的雙頭蠃栓的鎖緊需要,應用範圍很廣。
  (1)用於調整蠃釘的鎖緊:有繼電器、熱電偶、汽車汽化器、電器開關、儀表、機床等産品的調整蠃釘。
  (2)用於蠃栓副的鎖緊:可取代各種機械防鬆方法,應用範圍幾乎遍及各類機械産品,尤其是用在振動大的空壓機、鑄造機械、風動工具、汽車發動機、柴油機、帶鋸、衝床、電器開關以及建築、礦山機械等。加拿大還用在鐵路路軌蠃釘的防鬆,原來是幾天檢查一次,用膠後每六個月檢查一次。
  (3)用於雙頭蠃栓的鎖緊、密封:可取代蠃紋的過盈配合,廣泛用在各類內燃機、壓縮機的缸頭蠃栓,還用在衝床、液壓件、泵、機床、以及飛輪、磨槍、壓輥等部件,
  (4}用於軍工産品的蠃紋鎖緊;美國、日本、蘇聯、西歐各國軍工産品中廣泛使用厭氧膠鎖緊,一些軍工産品如黃蜂型直升飛機的發動機、斯貝型飛機發動機以及各種海軍艦艇的發動機等都有應用。
  (5)日用品蠃紋的鎖緊;在國外,厭氧膠已成為生活用膠之一,廣泛用於日用品如眼鏡架蠃釘、錄音(像)帶盒蠃釘、滑雪鞋蠃釘,各種玩具的蠃釘以及傢用電器等。
  2.管道接頭密封
  利用厭氧膠固化形成的高聚物能充分填滿間隙的能力以及良好的耐介質性和耐溫性,厭氧膠已成為管道接頭理想的密封材料。有資料介紹國外用於鎖緊和密封的厭氧膠約占總銷售量的60%。它們的應用範圍很廣泛,可用於液壓管道和蒸汽管道,耐溫可達204℃,不含填料的管道密封厭氧膠可用在精濾裝置的液壓係統;可用在氟裏昂為工作介質的冷凍管道的密封,並有可能取代錫焊。用厭氧膠密封管道接頭的産品包括:機床、內燃機、建築與工程機械、儀表、電器、石油化工機械、紡織機械、廢氣處理設備、電鍍管綫等各種氣、液、蒸汽和其它管接頭。
  管接頭密封用厭氧膠的選用特性有:
  (1)較低的膠接強度
  對密封應用來說,膠接強度已不是主要測試的指標,為便於拆卸和保護蠃紋,扭矩強度應控製得較低,牽出扭矩應接近於零。
  (2)較高的粘度
  為防止流淌,膠液大都有觸變性,加入適量的增稠劑,可提高粘度,提高其填隙和即時密封能力,管道密封用厭氧膠的粘度一般在50Pa•s以上。
  (3)固化速度不宜過快
  為適應某些管道接頭在總裝時位置還需要作微量調整的需要,常要求塗膠後數小時內還可稍移動管蠃紋位l置,仍能保持密封。因此,某些專用厭氧膠的完全固化時間甚至超過72h。
  對某些既需密封又需一定膠接強度的管接頭的密封,則可選用填隙能力較好的、中等強度的粘固用膠或高強度的鎖緊用膠。
  3.平面密封、取代墊圈
  厭氧膠用在機械産品的法蘭平面或箱體結合平面的密封,可以取代通常采用的紙、石棉、橡膠、塑料等固態墊圈。厭氧膠既能填滿密封面的全部縫隙、又能使結合面達到彼此貼實。固化後的膠層是緻密的高聚物,對接合面有一定膠接作用,因此,能有效地防止密封面的泄漏。
  這種膠使用非常方便,能隨意塗成各種形狀,被稱為“牙膏管內的萬能墊圈”,很受用戶歡迎。
  國外已發展了多種品種,有不同的填隙和密封能力,還研製了固化後有彈性的柔性密封厭氧膠。應用範圍也很廣,如用在各類泵、空壓機的法蘭面;內燃機的齒輪箱、麯軸箱等箱體的接合面;汽車拖拉機的減速箱、差速器、進氣管等的接合面以及各種管法蘭等平面的密封
  平面密封用厭氧膠的選用特性有:
  (1)低的膠接強度
  拆裝時用楔子能方便地將密封的接合面分開。
  (2)足夠的填隙能力
  法蘭和箱體接合面的密封面積大,不易造得很平,組裝後會有一定縫隙,用填隙能力差的厭氧膠種往往會因空氣隔絶不盡而不能完全固化,達不到密封的目的。因此要求平面密封用膠有較大的粘度(大於50Pa•s),有觸變性,能堆垛成條,填隙能力不低於0.2mm。
  (3)有較好的可剝性
  拆裝時,固化的膠層最好能方便地剝落,餘膠清理方便,不影響再次組裝的精度。
  (4)希望膠層有一定回彈性
  固化後膠層最好是柔性的,有一定延伸率和彈性,有利於振動條件下長期工作,並能承受冷熱交變的惡劣工況。
  4.粘接固持
  厭氧膠用於套(嵌)接結構可起到結構膠的作用,因此能取代部分壓配合、鍵、鉚、焊等機械聯接。
  工件套(嵌)接組裝時厭氧膠能滲入全部縫涼,固化後使工件100%接觸,達到粘接固持,兼有防鬆、密封的作用,並可將工件組裝配合從壓配合改為滑配合,加工精度、光潔度都可以適當降低,還消除了壓裝時引起的變形,提高了組裝精度,因此,有一舉多得的作用。對於過盈配合量不大的軸承、襯套,改用厭氧膠粘固尤為合適。這對薄壁、高速、精密的軸承,意義更為突出,還有助於降低噪音和、振動。
  粘固用厭氧膠也有各種強度和粘度等級,以滿足不同工件的要求,國外主要應用在各種軸承、襯套的粘固,取代壓配合;齒輪、皮帶輪、手輪、凸輪和軸的粘固取代鍵或壓配合;小型電機轉子和軸的粘固,柴油機缸套、水堵的粘固;散熱器管子粘固取代釺焊;電器、儀表的各種套(嵌)件的粘固,以及用於加強原有的鍵、銷等機械聯接。國內還用在衝模、量具、刀具的粘固,輕紡機件的枯固。
  粘固用厭氧膠的選用特性有:
  (1)要有一定的膠接強度
  粘接固持套(嵌)接件要承受一定外力,因此,作為粘固用厭氧膠其膠接剪切強度一般應大於15MPa。對軸承、襯套等輕載常換件的粘固則可選用較低強度的膠,以便於拆裝。
  (2)要有合適的粘度
  套(嵌)接配合的間隙對膠接強度影響很大,一般講,間隙小,膠接強度高。粘固用膠一般粘度較低,如50~100MPa•s,適應小間隙的需要。若用於間隙較大的套(嵌)接件,為避免膠液流失,也可選用粘度大到幾個Pa•s的膠。
  5.浸滲補漏
  厭氧膠有極好的滲透性,能滲入微小孔隙,擠去空氣,自行固化形成高聚物將小孔堵塞。利用這一特性,實現了鑄件、壓鑄件、焊縫、多孔件(如粉末冶金件)等的微氣孔的滲膠密封補漏。目前,用厭氧膠真空浸滲或局部浸滲工藝消除微氣孔滲漏,在國外已作為成熟工藝廣泛應用。
  在國外,受壓鑄件有微氣孔滲漏的約占20%,國內有高達40%的,其中大部分可用厭氧膠滲補修復,因此,滲補是一項經濟效益很高的新技術。國外已用在各類鑄件如泵、壓縮機、內燃機缸頭、化油器、電器件以及槍支等的微氣孔滲補。工件材料可以是鋼、鐵、鋁、鋅、鎂等,還用在各類粉末冶金件和其它燒結製品的浸滲密封,以便作為受壓工件或進行電鍍。國內已將厭氧膠局部浸滲試用在壓縮機、各種閥門、柴油機部件、石油機械等産品。
  浸滲用厭氧膠的選用特性有
  (1)優異的滲透性
  這類膠要求有很低的粘度(7~20MPa•s),對各種材料鑄件有優良的濕潤性,能滲透並充滿微氣孔。
  (2)有配套的封口劑
  封口劑能使進入微氣孔的膠液不外泄,孔口很快封閉,促使孔內膠液快速固化。
  (3)能與水形成乳化液、便於清洗
  一般的厭氧膠液能溶於有機溶劑,而浸滲用厭氧膠應能和水乳化,便於浸滲後工件上的餘膠用水洗去。
  (4)有良好的穩定性和再生能力
  用於真空浸漬的厭氧膠,因為工件浸入膠中,所以要求膠有很高的穩定性,對金屬離子不敏感,並有不斷再生活化的能力。
  6.維護修理
  厭氧膠使用工藝簡便,室溫固化,定位時間不長,很適用於機械的現場維護和應急修理。上述各類厭氧膠都可用於維修,但為滿足維修工作的特殊需要,國外已提供了維修用厭氧膠,其特點為:
  (1)可用於油面、髒面:維修中往往難以徹底清除油污。
  (2)快速定位、快速固化:定位時間從幾十秒到數分鐘,半小時能達到總強度的50%,滿足了應急的需要。
  (3)能膠接多種材料:包括各種金屬、玻璃、陶瓷、木材、塑料、橡膠等。
  (4)較大的填隙能力:適用於配合面因腐損等各種原因加大的間隙的膠接。
  (三)特性
  厭氧膠是一種單一組份、不含溶劑的膠液,含有單聚物和遊離基,與空氣接觸時,氧對遊離基有較大的阻聚作用,故厭氧膠能保持其液態或漿狀;但當處於兩金屬之間時,因空氣被隔離並且與金屬接觸,遊離基引起單體聚合變為高聚物,從而自行固化成為一種堅韌的熱固型塑料。因此其主要特點有:
  1.具有各種不同粘度、不同強度和抗剪力的品種,用戶可根據不同要求進行選擇采用。
  2.快速固化,並具有優良的耐溶劑、耐燃料油、汽油、耐低溫性、密封耐壓等性能。
  3.厭氧膠為單組份,不含溶劑,無公害,不污染環境。
  4.厭氧膠呈膠液狀,流動性和潤滑性好,塗敷容易濃縮率小,燃燒性低,貯用方便。
密封總結
  密封問題無泄漏是化工設備的永遠追求,正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走,比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等。現就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下:1.密封形式 對於靜密封來說,通常衹有密封墊和密封圈兩種形式,而密封圈又以O型圈應用最廣;對於動密封,化工泵很少采用填料密封,以機械密封為主,機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型適用於高壓介質的密封(通常指壓力大於1.0MPa),雙端面機封主要用於高溫、易結晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發的介質,雙端面機封應嚮密封腔中註入隔離液,其壓力一般高於介質壓力0.07~0.1MPa。2.密封材料化工泵靜密封的材料一般采用氟橡膠,特殊情況纔采用聚四氟材料;機械密封動靜環的材料配置較為關鍵,並不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也並不合理,所以最好根據介質特點區別對待(註:美國石油學會API610第八版對機械密封和管路係統的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規定)
  剛性防水層與山墻、女兒墻 以及與突出屋面結構的接縫處,都應做好(柔性密封 )處理。
百科辭典
  mifeng
  密封
  seal
    防止工作介質從機器(或設備)中泄漏或外界雜質侵入其內部的一種措施。被密封的工作介質可以是氣體、液體或粉狀固體。密封不良會降低機器效率、造成浪費和污染環境。易燃、易爆或有毒性質的工作介質泄漏會危及人身和設備安全。氣、水或粉塵侵入設備會污染工作介質,影響産品質量,增加零件磨損,縮短機器壽命。密封分為靜密封和動密封。機械(或設備中)相對靜止件間的密封稱為靜密封;相對運動件間的密封稱為動密封密封分類如表:
     (李剋永)
    
英文解釋
  1. :  hermetization,  hermetic seal
  2. n.:  compaction,  closure made by this,  close,  seal airtight,  seal off (up),  tighten up,  labyrinth gland,  sealing,  seal,  jointing,  encapsulation,  confinement,  closing
  3. v.:   seal tightly or securely,  enclose
  4. vt.:  underseal,  encapsulate
法文解釋
  1. v.  sceller
  2. adj.  hermétique, étanche
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