石墨密封結構設計和選型

石墨密封結構設計和選型

一、工作壓力

　　石墨密封裝置的型式、結構、材料等，幾乎所有設計內容，都與工作壓力有關;工作壓力是石墨密封設計的主要依據(jù)之一。

　　正確選用耐壓條件足夠的結構、型式，以減少石墨密封在壓力下的永久變形。

　　高壓時，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，必要時設計擋圈。

　　在高壓35 MPa以上工作，或石墨密封頻繁地受到?jīng)_擊載荷時，可在石墨密封壓力側增設一個緩沖石墨密封圈，避免高壓沖擊直接作用于主石墨密封圈上，可延長石墨密封的使用壽命。

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

　　在機械石墨密封中，工作壓力高于3 MPa時采用雙端面平衡型結構石墨密封，超過15 MPa時可用多級石墨密封。在0.7 MPa以下可采用非平衡型石墨密封。對于黏度低、潤滑性差的場合，在0.2～0.3 MPa壓力下采用平衡型石墨密封。

　　二、 工作溫度

　　準確地把握石墨密封圈的使用溫度，選擇與之適應的石墨密封材料，這也是石墨密封設計、選型最重要的要求;

　　石墨密封件在高溫下使用，會加速材料劣化、縮短壽命，為此石墨密封應考慮水冷卻裝置，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、石墨密封應注意耐熱性設計，同時，結構設計應有保護措施;工作溫度低達0℃或更低時，應注意石墨密封的耐低溫設計，特別注意材料和潤滑的選用，石墨密封圈應選用耐低溫的NBR等材料;

　　石墨密封介質溫度在80℃以下，一般機械石墨密封都能適用，溫度高于150℃的機械石墨密封為高溫石墨密封，常采用焊接金屬波紋管結構。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

　　石墨密封高速運動時，容易引起摩擦發(fā)熱，致使石墨密封材料變質，同時發(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潤滑脂;

　　對于機械石墨密封的設備，用于高速時(周速高于2 5 m/s)應采用靜止式石墨密封。

　　四、工作介質

　　必須全面了解各種可能使用的工作介質與石墨密封材料的相容性，如長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pH值相適應的材質;

　　工作油液或潤滑油脂與石墨密封材料不相容會引起膨脹、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，所以也要對工作油液和潤滑脂進行選擇; ”

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

　　機械石墨密封用于腐蝕性較弱的介質可選用內裝式，用于腐蝕性較強的介質可選用外裝式，用于易燃、易爆和有毒產(chǎn)品應選用雙端面型或多級機械石墨密封

　　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;

　　在潤滑不良或粉塵嚴重的環(huán)境，會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、泥砂水及易析出結晶介質中使用的機械石墨密封就得選用高耐磨的石墨密封摩擦副，同時要考慮石墨密封系統(tǒng)的良好沖洗條件;

　　六、震動和沖擊

　　設備石墨密封受振動和沖擊會使石墨密封裝置失效，介質泄漏加劇，因此，選用的石墨密封元件和材質，應具有耐振動和耐沖擊性能;

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

　　設備的振動引起石墨密封部分的緊固件的松動，壓緊力變化產(chǎn)生泄漏，同時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，因此石墨密封結構中要考慮提高材料的彈性，改善石墨密封偏心補償能力的方法;

　　沖擊、振動的影響是引起管路系統(tǒng)接頭松動、造成管接頭靜石墨密封處泄漏，所以在設計安裝時應考慮到設備使用過程中和附近設備的沖擊、振動對管路系統(tǒng)石墨密封的影響;

　　管路復雜、油路長設備應設置管路防振支架，采用防松管接頭