機械橡膠密封圈的失效的原因有哪些?
來(lái)源:深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 發(fā)布日期:2016-04-14 瀏覽次數:1561
機械密封用輔助密封圈,以采用合成橡膠O形圈較多。機械密封失效中約有30%是因為O形圈失效而引起的。其失效表現如下:
1. 老化。高溫及化學(xué)腐蝕通常是造成橡膠制品硬化、產(chǎn)生裂紋的主要原因。橡膠老化,表現為橡膠變硬、強度和彈性降低,嚴重時(shí)還會(huì )出現開(kāi)裂,致使密封性能喪失。
橡膠在儲存保管中,長(cháng)期曝露在日照下,或接觸了臭氧,或儲存時(shí)間太長(cháng),都會(huì )發(fā)生老化;過(guò)熱會(huì )使橡膠組分分解,甚至碳化。在高溫流體中,橡膠圈有繼續硫化的危險,最終失去彈性而泄漏。所以有必要了解每一種合成橡膠的安全使用溫度。
2. 永久變形。橡膠密封件的永久變形通常比其它材料更嚴重。例如,橡膠O形圈使用中變成方形,密封圈長(cháng)時(shí)間處于高溫之中,會(huì )變成與溝槽一樣的形狀,當溫度保持不變,還可起到密封作用;但溫度降低后,密封圈便很快收縮,形成泄漏通道而產(chǎn)生泄漏。因此,應注意各種膠種的使用溫度極限,應避免長(cháng)時(shí)間在極限溫度下使用。如果不能改變密封運轉條件,則要從結構上加以改進(jìn),以減輕溫度對橡膠材料的不良影響。例如,盡可能地選用截面較大的橡膠O形圈;O形圈要遠離摩擦副端面;適當提高O形圈的硬度;采用溝槽式的裝配結構(不用推環(huán)擠壓式結構,勿使彈簧力作用于O形圈上)等等。
3. 溶脹變形。合成橡膠在某些介質(zhì)中會(huì )發(fā)生膨脹、發(fā)粘或溶解等現象。因此,應根據工作介質(zhì)的性質(zhì),利用有關(guān)資料的圖表選擇合適的材料。如果對所輸送的工作介質(zhì)的組分不十分清楚,就應進(jìn)行沉浸試驗,以指導合理選材。有些混合溶液可能會(huì )侵蝕各種合成橡膠,這時(shí)就需要選用聚四氟乙烯作密封圈。
4. 扭曲及擠出損傷。補償環(huán)矩形槽中的橡膠O形圈,在裝配或使用中產(chǎn)生扭轉扭曲,其原因有:O形圈的硬度低且端面直徑太小,或者是圓斷面直徑不均,工作壓力波動(dòng)、沖擊振動(dòng),以及內壓小且潤滑不良等都能使O形圈產(chǎn)生扭曲。發(fā)生扭曲的部件大多數在O形圈的中部。扭曲嚴重時(shí),該處截面會(huì )變細,同時(shí)會(huì )出現泄漏量和摩擦力增大,防止O形圈扭曲的方法如下:
(1) O形圈在安裝前,應在槽內涂以潤滑脂,轉軸應光潔,保證O形圈滾動(dòng)自如。
(2) 壓縮量應盡量取適宜值,適當放寬槽的寬度使O形圈能在槽內滾動(dòng)。
(3) 在可選用幾種截面的情況下,應優(yōu)先選用較大截面的O形圈。
(4) 改用其它不發(fā)生扭曲的密封圈,如X形端面的密封圈。
橡膠O形圈在靜態(tài)和位移運動(dòng)情況下,總是處于壓縮狀態(tài),所以在高壓工況下存在擠入間隙的傾向。O形圈擠出,即受高壓作用的O形圈在間隙處會(huì )產(chǎn)生應力集中,當其應力達到一定程度時(shí),O形圈就會(huì )形成一道飛邊嵌入間隙之中,導致O形圈的磨損或啃傷,使密封件過(guò)早失效,釀成介質(zhì)從密封圈處泄漏,顯然,造成擠出的原因主要與壓力及密封部位的間隙有關(guān),與O形圈材料的硬度也有關(guān)。減小間隙雖然能防止擠出,但是會(huì )降低密封環(huán)的浮動(dòng)追隨特性。所以,在高壓工況下。防止橡膠O形圈的擠出措施是在O形圈溝槽中安裝聚四氟乙烯或聚酰亞胺擋圈。對于小截面的O形圈一定要增設聚四氟乙烯或聚酰亞胺材質(zhì)的擋圈。
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