PDF《柔性石墨垫料 应用的探讨》

柔性石墨垫料应用 的探讨 叶万水上海铁合金厂 摘要本文简单介 绍 柔性 石 墨垫料的 主要机械物 理性能,着重介 绍上海冶金系统 一九八年以来应 用这一材杆改装水 泵填杆密封 的几种方法及提 高水 泵 密封 效果、降低 功率消耗 、 延长使用寿命等方 面的情况.

柔性石 墨是 利用天 然 鳞状石 墨 为原 料,经化学处理 、 高温 瞬时 处理 , 使石 墨层间膨胀 , 得 到柔 软而 又很 轻的蠕虫 状颗 粒.在不 加 任何粘结 剂 的情况下 压 制成 各种石 墨 垫料 . 这 种垫 料 又称 膨 胀石 墨垫料 .把它 压 制成 各种 固体润 滑材料与密 封 材料 , 可 以有效地 应 用于 各种 工业 设备上 . 目前不但在化工 、 石油、机械部门中得到 广泛应 用,冶金工 业 中也 开始得到 重视.过去只作密封元件来使用 , 现在 已发展 为密封 与润 滑等综合 性材料 . 我厂 自一 九八 年来先后在 泵、阀门、油缸、变压 器 等设备 的密 封、润滑部 位 上应 用,显示出性能 可靠、使用寿命长等优 点.

一、主要特性柔性石 墨 除具有石 墨 的耐高温 、 耐腐蚀 、 耐辐 照 和摩擦系数低等性能 外、还有下列特点良好 的压 缩性与弹性 柔 性石 墨 的压 缩率大于 . 随初始密度 的不 同而 有所 区别 . 在 外力 作用下 , 其厚度方 向上 除了有部份 塑性变形外 , 还具 有一 定 的回弹性 . 这 样使它 能与相 应 的密封 面 接触 良好 , 密 封可 靠,不会因温度 、 压力、震动等 因素而 引起 泄漏.各向异 性 热和 电的传导 有明显 的各 向异 性,面方向大 , 厚度 方 向小 , 而膨 胀方 向,厚度方向却大 得多 . 纯度 高含碳量大于 , 灰份含量 小于.气密 性好 具有良好 的不 渗透性 、 对 气体 、 液体均 适用 . 业且 随密度 的提高而 降低 . 目前全 国生 产柔 性石 墨垫 料 的工 厂很多 . 我厂 采 用的是浙江 慈溪密 封材料厂 的产 品,它的主 要机 械物理 性能如 表.表项目柔性石 墨 的主要技术性能 数据外观堆积密度《蟠虫克厘米纯度固定 含碳 量灰份抗拉强度公斤厘米名 抗压强度公斤厘米么 回弹率黑色滑动摩擦 系数压缩率线膨 胀系数℃肖氏硬度热损失 量强热减量耐温恰性介质中℃汉口一

二、应用离心泵轴封 以 型为例离心泵 的能 量损失有下 列 三种 形式 损失 中的轴封和 轴承摩擦损失 . 轴封 损失 目前 尚无完整 的计算公 式,有经 验公 式二一机械损失 、 容积损失和水力 损失 . 这 里仅讨 论机械式中―轴功率 千瓦八―轴封与轴承摩擦损 失功率千瓦 轴封和 轴承损失约 占消耗功率的 一.目前大多 数低压泵轴封是采用 填料密 封 结构 . 填料种类很 多,采用最多 的是石 棉垫料,其结构如 图 所示 . 一一一一一汁厂 厂鬓鬓鬓鬓过二二图石棉填料 密封结构一机壳,一水 封管,一水封圈,一石墨石棉垫 料,一压 紧螺钉,一压 盖,一轴 套,一轴它是依靠压 紧螺钉通过 压 盖使填料变形 , 紧贴轴套与机 壳 实现 密封 . 如果 将填料 压 得太 紧,虽能减少 泄漏 , 但填料 与 轴套摩擦损耗增加 , 严 重时造成发 热、冒烟 、 使轴套烧毁 . 如 果压 得太松 , 则 泄漏量 增加 , 严重时污染环境 , 甚 至使大量 空气经填料处进 入离 心泵 使泵无 法工 作.柔性石 墨垫 料 就是代 替石 棉垫料 作 为泵 的密 封垫 料.我们所 改装过 的所有 的泵 都达 到了滴水不漏 , 使用 寿命提 高儿倍 , 有的泵 已运 转三 年实际工 作时间 已累计两 年左 右,目前 还在正 常运行 . 节 电效果 明显 , 表 是几 台清水泵 的测试数据 . 据 我们上海 冶金 系 统所属 个单位 台泵 统计 表,密封效果好 的与 比较好 的占,失败 的占.失败的泵 主要是与扬程 高,瞬间开 、 停泵 及 制造精度差 等因素有关 . 节 电效果与改装方 法、工况条件等 因素有关 . 下 面根据我们三年来的实践谈一 些体会 . 一 改装方 法 第一 种方法如 图 所示 , 把水封 圈放 到最 里面 , 然 后在 只柔 性石 墨垫 圈两 边垫 上 敲扁 了 的两 圈原来 的石 棉垫 料.这样可使柔 性石 墨不 与金属本体直接接触 , 防止垫 圈破裂后流 表几台清水泵 的测 试数据 水泵 型号【,转速转分流量米时扬程 米 功率 千瓦介质 温度℃出口压力公斤厘米节电量 千瓦天清水清水清水入泵体 内外 , 减少 与轴套 的摩擦面 . 同时柔 性石 墨有自润 滑 特性 , 不 需要冷却水进行润 滑,可把水封 管进 口堵塞.,与石棉垫料相 比二此数字仍待 再重复测试良良亥一州州口习 习制制制剔 剔欠 欠图柔性石 墨垫圈密 封简图一石棉垫 料,一柔性石墨垫圈表密封效果统 计密封效果 水泵台数 占总数 良好 不稳定失败兰止兰 ・ 图 柔性石 墨垫圈这种方 法改装方 便,只要将泵 盖 打开 , 把柔 性石墨垫圈任一 边上 以.角切开 , 安装 时把相邻两 只切 口 错开 即可 , 如图所示.此法一 般适 用于进 口水位高于水泵中心,不需水封 . 第二种方 法如 图所示.把水封 圈仍放在 当中,在柔性石 墨垫圈两 边 再垫 上两 片厚 一毫米左 右 的聚 四氟 乙烯 垫圈.车平压 盖端 面原 有的一 个.的斜面 . 原 来水封管不 拆除,装上一 只 阀门 . 这 种改装方 法最理 想,它有下 列优 点 它避 免 了第一 种方 法 的缺点 , 因 为压 盖压 紧时 , 在 柔性石 墨垫圈两 端 的石 棉 垫料仍 与轴套摩擦 , 时间一 长把轴套磨成两 条很深 的沟槽 . 用 聚四 氟 乙烯就能避 免这种 情况 . 压盖端面车平后 , 垫 圈端 面受力均匀,使垫 圈 内外变形均 匀,防止 泄漏 . 际声 声声声声只只只丁 丁叫叫「 「 义试 试试图石墨垫圈和 聚 四氟 乙烯 垫圈简图 一聚 四氟乙烯,一阀门当开 泵或运行需要水封时把水 封管上 的一 只阀门打开 , 水量 可 以调 节.即使介质 带有颗粒 , 它 也不会 因 冲到轴封处磨损轴套 . 柔性石 墨垫 圈只数一 般根据压力大小而定 , 压力 大,圈数多 . 一 般轴封 长度 控制 在之间为轴套外径 , 垫 圈装得太多 , 反 而增加改装 费用 , 增加摩 擦力 . 二 响影节 电与使用寿命的因 素压盖压紧力 一 般来讲 , 泵 的速 度是一 定的,温度随压力 增加而升高 . 因此 减少 垫圈对轴套的压 力是 减少 摩擦磨损 、 节电、延长使用寿命的主要因素 . 因柔 性石墨 有摩擦系 数低 、 自润滑等特性,可以不 用冷却水 , 压盖压得松 , 大大减轻 了垫 圈对轴套 的压力 . 但据 了解 , 很多单位仍 沿 用开 车时先 把水封管阀 门打开 , 让 其泄漏 , 然后 压 紧压 盖 螺钉 , 一直紧到不 漏水为止 , 再把阀门关 掉这种操作方式 , 导致改装 后 测不 出节 电效果 , 其原 因主要 是没 把 水封 管切断 , 为了 防 止泄 漏仍 把压 盖 压得 太紧.温度 使用柔 性石 墨 垫圈后不 用 冷却水 , 刚开 车时 温度 有 些上 升,几分 钟后 就会 降下来 . 柔性石黑垫圈与石 棉垫料在 相 同条件下 使用 , 将轴封 处外壳 温度 作一 比较 表,可以看 出,使用柔性石 墨垫圈时轴封外壳 的温度 普遍 比水温要低 ℃ , 而用石 棉垫料 时则 普遍 比水温 高 ℃以上 . 这是 由于石 棉垫料 导 热系数很低 千卡米・小时・度,比口巨冲冲仁八曰八门八八乃舀.曰.口,妇一了一了八了内'