機(jī)械密封用橡膠密封圈的失效
來源：深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 發(fā)布日期：2016-08-22 瀏覽次數(shù)：1817
機(jī)械密封用輔助密封圈，以采用合成橡膠O形圈較多。機(jī)械密封失效中約有30%是因?yàn)镺形圈失效而引起的。其失效表現(xiàn)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(xiàn)為橡膠變硬、強(qiáng)度和彈性降低，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)開裂，致使密封性能喪失。
橡膠在儲存保管中，長期曝露在日照下，或接觸了臭氧，或儲存時間太長，都會發(fā)生老化;過熱會使橡膠組分分解，甚至碳化。在高溫流體中，橡膠圈有繼續(xù)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(yán)重。例如，橡膠O形圈使用中變成方形，密封圈長時間處于高溫之中，會變成與溝槽一樣的形狀，當(dāng)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(yīng)注意各種膠種的使用溫度極限，應(yīng)避免長時間在極限溫度下使用。如果不能改變密封運(yùn)轉(zhuǎn)條件，則要從結(jié)構(gòu)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(yuǎn)離摩擦副端面;適當(dāng)提高O形圈的硬度;采用溝槽式的裝配結(jié)構(gòu)(不用推環(huán)擠壓式結(jié)構(gòu)，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)中會發(fā)生膨脹、發(fā)粘或溶解等現(xiàn)象。因此，應(yīng)根據(jù)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(yīng)進(jìn)行沉浸試驗(yàn)，以指導(dǎo)合理選材。有些混合溶液可能會侵蝕各種合成橡膠，這時就需要選用聚四氟乙烯作密封圈。
4. 扭曲及擠出損傷。補(bǔ)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(zhuǎn)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、沖擊振動，以及內(nèi)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(shù)在O形圈的中部。扭曲嚴(yán)重時，該處截面會變細(xì)，同時會出現(xiàn)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(yīng)在槽內(nèi)涂以潤滑脂，轉(zhuǎn)軸應(yīng)光潔，保證O形圈滾動自如。
(2) 壓縮量應(yīng)盡量取適宜值，適當(dāng)放寬槽的寬度使O形圈能在槽內(nèi)滾動。
(3) 在可選用幾種截面的情況下，應(yīng)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(yùn)動情況下，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形圈在間隙處會產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)其應(yīng)力達(dá)到一定程度時，O形圈就會形成一道飛邊嵌入間隙之中，導(dǎo)致O形圈的磨損或啃傷，使密封件過早失效，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，但是會降低密封環(huán)的浮動追隨特性。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(shè)聚四氟乙烯或聚酰亞胺材質(zhì)的擋圈。
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