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      如何正確選擇水泵橡膠密封件材料

      時間:2019-08-16911 次瀏覽

      信息摘要:橡膠密封件是實現泵密封的關鍵之一,常見的橡膠密封件材料: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件材料,是保證產品質量的關鍵之一。

      橡膠密封件是實現泵密封的關鍵之一。常見的橡膠密封件材料: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件材料,是保證產品質量的關鍵之一。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構的單體共聚反應合成。由于其分子主鏈結構上沒有不飽和鍵,三元乙丙橡膠具有優異的抗氧化、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,但是它們在結構上都是在主鏈或側鏈的碳原子上帶有氟原子。氟橡膠具有高度的耐熱性,優良的化學惰性(耐化學品、耐腐蝕、耐油),很好的物理機械性能(包括耐磨)以及優異的耐候性和抗老化性。通用型的氟橡膠產品一般可以在-25℃到200℃之間使用。在水輸送系統中,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缺點。另外,每種橡膠根據不同的性能要求,可以有多種配方。在設計過程中,如何根據實際情況來選擇正確的橡膠產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:該密封件在系統中會與什么物質接觸?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重要。比如,有些閥門與水直接接觸的部分是閥體內側的橡膠密封部分。該閥門整件能否用于飲用水系統中,其中一個重要的指標是要看該橡膠產品是否無毒,是否符合飲用水衛生標準。值得注意的是,每個國家和地區的飲用水衛生要求都不一樣。比如,在美國,很多與飲用水有關的產品都要求有NSF/ANSI 61認證(全名為Drinking Water System Components -- HealthEffects,飲用水系統部件-健康品質)。如果產品要出口多個國家,那么可能就需要多重認證了。由于國外認證費用高昂,挑選橡膠產品供應商就需要仔細篩選甄別,看看他是否能夠提供有關的橡膠產品認證書。

      除此之外,還需要考慮使用環境中的其他因素。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更好的選擇了,因其耐臭氧性較差。再如,密封件的使用溫度。如果產品會用在嚴寒地區的室外,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的因素。比如,橡膠件是動態密封,還是靜態密封?在使用的過程中,橡膠件是否需要耐受動態疲勞?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。每個產品的設計或者應用都有其特殊性,設計者應該根據具體情況進行分析。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,分清主次而選擇更優方案。

      另外,設計人員在選擇密封件材料的過程中,還可以考慮向有經驗的橡膠件供應商咨詢。一個良好的橡膠供應商在產品設計過程中,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、是否容易生產等,這樣可以縮短設計時間,并讓產品整體上更具競爭力。


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