機械密封的密封機理

想學習密封，就一定要先了解泄漏，泄漏的原理了解了，那相對應密封的機理也就有了。泄漏無外乎有三種——

一是穿漏，也就是密封面間隙間的泄漏

二是滲漏，也就是密封的流體通過密封件材料的毛細管的泄漏

三是擴散，是指在濃度差的作用下，密封介質通過間隙或材料的毛細管發生的物質傳遞。

關于密封方法

密封方法大致有這么幾種——

1.盡量減少設置密封的部位

2.堵塞和隔離

3.引出或注入

4.增加泄漏阻力

5.在通道中增設做功元件

6.多種密封方法組合

常見的密封形式

墊片密封、填料密封、機械密封、非接觸型密封以及注劑式帶壓堵漏是常見的密封形式。其中填料密封應該算是最常見的，它還包括軟填料密封、硬填料密封和成型填料密封。成型填料密封包括我們常見的O形圈、Y形圈、油封等等。非接觸型密封包括間隙密封、迷宮密封、浮動密封、動力密封、磁流體密封和全封閉式密封。

常用墊圈性能---及新材料和新技術

一) 常用墊圈性能

使用閥門時，往往根據具體情況，更換原帶墊圈。常有墊圈有：橡膠平墊圈、橡膠O形圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石棉橡膠墊圈、金屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈、纏繞墊圈等。

(1) 橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時不費力，但耐壓、耐溫能力都較差，只用于壓力低、溫度不高的地方。天然橡膠有一定耐酸堿性能，使用溫度不宜超過60℃；氯丁橡膠也能耐某些酸堿，使用溫度80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟橡膠耐腐蝕性能很好，耐溫性能也比一般橡膠強，可在150℃介質中使用。

(2) 橡膠O形墊圈：斷面形狀是正圓，有一定的自緊作用，密封效果比平墊圈好，壓緊力更小。

(3) 塑料平墊圈：塑料的最大特點是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好。聚四氟乙烯為塑料之冠，不但耐腐蝕性能優異，而且耐溫范圍比較寬闊，可在-180℃～+200℃之內長期使用。

(4) 聚四氟乙烯包墊圈：為了充分發揮聚四氟乙烯的優點，同時彌補它彈性較差的缺點，做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊圈。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐腐蝕，又有良好的彈性，增強密封效果，減小壓緊力。其斷面形狀如圖4-20所示。

(5) 石棉橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它的組分是60～80%的石棉和10～20%的橡膠，以及填充劑、硫化劑等。它有很好的耐熱性、耐冷性、化學穩定性，而且貨源豐富，價格便宜。使用時，壓緊力不必很大。由于它能粘附金屬，所以最好表面涂一層石墨粉，以免拆卸時費勁。

石棉橡膠板有四種顏色：灰色，用于低壓(牌號XB-200，耐壓≤16公斤/平方厘米，耐溫200℃) ；紅色，用于中壓(牌號XB-350，耐壓可達40公斤/平方厘米，耐溫350℃) ；紫紅色，用于高壓(牌號XB-450，耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃) ；綠色，用于油類，耐壓性能也很好。

(6) 金屬平熱圈：鉛，耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅) 合金810℃，不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差，鋁可耐64公斤/平方厘米，其他材料可耐高壓。

(7) 金屬異性墊圈：

透鏡墊圈：有自緊作用，使用于高壓閥門。

橢圓形墊圈：也屬于高壓自緊墊圈。

錐面雙墊圈：用于高壓內自緊密封。

此外，還有方形、菱形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等，一般只在高中壓閥門中使用。

(8) 金屬包皮墊圈：金屬既有良好的耐溫耐壓性能，又有良好的彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。

(9) 波形墊圈：具有壓緊力小，密封效果好的特點。常采用金屬與非金屬組合的形式。

(10) 纏繞墊圈：是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起，纏繞成多層的圓形，斷面呈波浪狀，有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。

以上，講述密封墊圈性能時，列舉了一些數字。必須說明，這些數字跟法蘭形式、介質情況和安裝修理技術等有密切的關系，有時可以超過，有時達不到，而且耐壓和耐溫性能，也是互相轉化的，例如溫度高了，耐壓能力往往降低，這些細微的問題，只能在實踐中體會。

二) 新材料和新技術

以上介紹的密封墊圈還很不全面，況且密封技術正處于迅猛發展中。下面舉例介紹幾項新材料和新技術。

(1) 液體密封：隨著高分子有機合成工業的迅猛發展，出現了液態密封膠，使用于靜密封；這項新技術，通常叫做液體密封。液體密封的原理，是利用液態密封膠的粘附性、流動性和單分子膜效應(越薄的膜自然回復傾向越大) ，在適當壓力下，使它象墊圈一樣地起作用。所以對使用著的密封膠，也叫做液體墊圈。

(2) 聚四氟乙烯生料密封：聚四氟乙烯也是高分子有機化合物，它在燒結成制品之前，叫做生料，質地柔軟，也有單分子膜效應。用生料做成的帶叫生料帶，可以卷成盤長期保存。使用時能自由成形，任意接頭，只要一有壓力，便形成一個均勻地起著密封作用的環形膜。作為閥門中閥體與閥蓋間的墊圈，可在不取出閥瓣或閘板的情況下，撬開一縫隙，塞進生料帶去就行了。壓緊力小，不粘手，也不粘法蘭面，更換十分方便。對于榫槽法蘭最適宜。聚四氟乙烯生料，還可做成管形和棒狀，作密封用。

(3) 金屬空心O形圈：彈性好，壓緊力小，有自緊作用，可選用多種金屬材料，從而在低溫、高溫和強腐蝕性介質中都能適應。

(4) 石墨板密封圈：在人們印象中，石墨是脆性物質，缺乏彈性和韌性，但經過特殊處理的石墨，卻是質地柔軟，彈性良好。這樣，石墨的耐熱性能和化學穩定性，便可以在墊圈材料中得以顯示；而且這種墊圈壓緊力小，密封效果異常優越。這種石墨還能做成帶，跟金屬帶配合，組成性能優異的纏繞墊圈。石墨板密封圈和石墨----金屬纏繞墊圈的出現，是高溫抗腐蝕密封的重大突破。這類墊圈，國外已經大量生產和使用