石墨密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型

石墨密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型

一、工作壓力

　　石墨密封裝置的型式、結(jié)構(gòu)、材料等，幾乎所有設(shè)計(jì)內(nèi)容，都與工作壓力有關(guān);工作壓力是石墨密封設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。

　　正確選用耐壓條件足夠的結(jié)構(gòu)、型式，以減少石墨密封在壓力下的永久變形。

　　高壓時(shí)，要采用剛性大的石墨密封材料，注意控制石墨密封擠出間隙，必要時(shí)設(shè)計(jì)擋圈。

　　在高壓35 MPa以上工作，或石墨密封頻繁地受到?jīng)_擊載荷時(shí)，可在石墨密封壓力側(cè)增設(shè)一個(gè)緩沖石墨密封圈，避免高壓沖擊直接作用于主石墨密封圈上，可延長(zhǎng)石墨密封的使用壽命。

　　低壓時(shí)石墨密封工作性能多與摩擦有關(guān)，采用PTFE制石墨密封圈是解決這一問題的有效措施。

　　在機(jī)械石墨密封中，工作壓力高于3 MPa時(shí)采用雙端面平衡型結(jié)構(gòu)石墨密封，超過15 MPa時(shí)可用多級(jí)石墨密封。在0.7 MPa以下可采用非平衡型石墨密封。對(duì)于黏度低、潤(rùn)滑性差的場(chǎng)合，在0.2～0.3 MPa壓力下采用平衡型石墨密封。

　　二、 工作溫度

　　準(zhǔn)確地把握石墨密封圈的使用溫度，選擇與之適應(yīng)的石墨密封材料，這也是石墨密封設(shè)計(jì)、選型最重要的要求;

　　石墨密封件在高溫下使用，會(huì)加速材料劣化、縮短壽命，為此石墨密封應(yīng)考慮水冷卻裝置，并選用NEM(H—NBR)或FKM等耐熱性能好的材料

　　熱源附近的液壓元件、石墨密封應(yīng)注意耐熱性設(shè)計(jì)，同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有保護(hù)措施;工作溫度低達(dá)0℃或更低時(shí)，應(yīng)注意石墨密封的耐低溫設(shè)計(jì)，特別注意材料和潤(rùn)滑的選用，石墨密封圈應(yīng)選用耐低溫的NBR等材料;

　　石墨密封介質(zhì)溫度在80℃以下，一般機(jī)械石墨密封都能適用，溫度高于150℃的機(jī)械石墨密封為高溫石墨密封，常采用焊接金屬波紋管結(jié)構(gòu)。低于-20℃的石墨密封為普通低溫石墨密封，低于-50℃的石墨密封為深冷石墨密封。

　　三、工作速度

　　石墨密封高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容易引起摩擦發(fā)熱，致使石墨密封材料變質(zhì)，同時(shí)發(fā)熱破壞油膜，加劇石墨密封圈的磨損，采用PTFE組合同軸石墨密封能得到較好改善;

　　在液壓系統(tǒng)中低速時(shí)的主要問題是爬行，為此要提高摩擦面的加工精度和選用適應(yīng)潤(rùn)滑脂;

　　對(duì)于機(jī)械石墨密封的設(shè)備，用于高速時(shí)(周速高于2 5 m/s)應(yīng)采用靜止式石墨密封。

　　四、工作介質(zhì)

　　必須全面了解各種可能使用的工作介質(zhì)與石墨密封材料的相容性，如長(zhǎng)期在化工溶劑中工作的石墨密封材料要特別注意選擇與工作介質(zhì)pH值相適應(yīng)的材質(zhì);

　　工作油液或潤(rùn)滑油脂與石墨密封材料不相容會(huì)引起膨脹、收縮等現(xiàn)象，造成石墨密封工作狀態(tài)不良，或加速石墨密封材料老化、失效，所以也要對(duì)工作油液和潤(rùn)滑脂進(jìn)行選擇; ”

　　清洗劑的使用也不是一件小事，不正確的清洗會(huì)造成石墨密封變形、脆裂等情況，在使用清洗劑清洗元件后應(yīng)注意充分干燥;

　　機(jī)械石墨密封用于腐蝕性較弱的介質(zhì)可選用內(nèi)裝式，用于腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)可選用外裝式，用于易燃、易爆和有毒產(chǎn)品應(yīng)選用雙端面型或多級(jí)機(jī)械石墨密封

　　五、工作環(huán)境

　　同一石墨密封在不同的工作環(huán)境條件下出現(xiàn)的故障和使用壽命有很大不同;

　　在潤(rùn)滑不良或粉塵嚴(yán)重的環(huán)境，會(huì)加劇石墨密封圈的磨損，這種情況下要選用耐磨性好的材料，并注意防塵圈的使用，提高防塵性能;

　　在污物水、泥砂水及易析出結(jié)晶介質(zhì)中使用的機(jī)械石墨密封就得選用高耐磨的石墨密封摩擦副，同時(shí)要考慮石墨密封系統(tǒng)的良好沖洗條件;

　　六、震動(dòng)和沖擊

　　設(shè)備石墨密封受振動(dòng)和沖擊會(huì)使石墨密封裝置失效，介質(zhì)泄漏加劇，因此，選用的石墨密封元件和材質(zhì)，應(yīng)具有耐振動(dòng)和耐沖擊性能;

　　消除設(shè)備振動(dòng)的方法：可采用隔振措施，如減振器、隔振墊等，減少外激振力，變動(dòng)振源頻率，防止液壓設(shè)備爬行振動(dòng)及提高工藝系統(tǒng)的抗振性; · 、

　　設(shè)備的振動(dòng)引起石墨密封部分的緊固件的松動(dòng)，壓緊力變化產(chǎn)生泄漏，同時(shí)也直接影響石墨密封磨損以及石墨密封位置的偏移產(chǎn)生泄漏，因此石墨密封結(jié)構(gòu)中要考慮提高材料的彈性，改善石墨密封偏心補(bǔ)償能力的方法;

　　沖擊、振動(dòng)的影響是引起管路系統(tǒng)接頭松動(dòng)、造成管接頭靜石墨密封處泄漏，所以在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)考慮到設(shè)備使用過程中和附近設(shè)備的沖擊、振動(dòng)對(duì)管路系統(tǒng)石墨密封的影響;

　　管路復(fù)雜、油路長(zhǎng)設(shè)備應(yīng)設(shè)置管路防振支架，采用防松管接頭