石墨密封结构设计和选型

石墨密封结构设计和选型

一、工作压力

　　石墨密封装置的型式、结构、材料等，几乎所有设计内容，都与工作压力有关;工作压力是石墨密封设计的主要依据之一。

　　正确选用耐压条件足够的结构、型式，以减少石墨密封在压力下的永久变形。

　　高压时，要采用刚性大的石墨密封材料，注意控制石墨密封挤出间隙，必要时设计挡圈。

　　在高压35 MPa以上工作，或石墨密封频繁地受到冲击载荷时，可在石墨密封压力侧增设一个缓冲石墨密封圈，避免高压冲击直接作用于主石墨密封圈上，可延长石墨密封的使用寿命。

　　低压时石墨密封工作性能多与摩擦有关，采用PTFE制石墨密封圈是解决这一问题的有效措施。

　　在机械石墨密封中，工作压力高于3 MPa时采用双端面平衡型结构石墨密封，超过15 MPa时可用多级石墨密封。在0.7 MPa以下可采用非平衡型石墨密封。对于黏度低、润滑性差的场合，在0.2～0.3 MPa压力下采用平衡型石墨密封。

　　二、 工作温度

　　准确地把握石墨密封圈的使用温度，选择与之适应的石墨密封材料，这也是石墨密封设计、选型最重要的要求;

　　石墨密封件在高温下使用，会加速材料劣化、缩短寿命，为此石墨密封应考虑水冷却装置，并选用NEM(H—NBR)或FKM等耐热性能好的材料

　　热源附近的液压元件、石墨密封应注意耐热性设计，同时，结构设计应有保护措施;工作温度低达0℃或更低时，应注意石墨密封的耐低温设计，特别注意材料和润滑的选用，石墨密封圈应选用耐低温的NBR等材料;

　　石墨密封介质温度在80℃以下，一般机械石墨密封都能适用，温度高于150℃的机械石墨密封为高温石墨密封，常采用焊接金属波纹管结构。低于-20℃的石墨密封为普通低温石墨密封，低于-50℃的石墨密封为深冷石墨密封。

　　三、工作速度

　　石墨密封高速运动时，容易引起摩擦发热，致使石墨密封材料变质，同时发热破坏油膜，加剧石墨密封圈的磨损，采用PTFE组合同轴石墨密封能得到较好改善;

　　在液压系统中低速时的主要问题是爬行，为此要提高摩擦面的加工精度和选用适应润滑脂;

　　对于机械石墨密封的设备，用于高速时(周速高于2 5 m/s)应采用静止式石墨密封。

　　四、工作介质

　　必须全面了解各种可能使用的工作介质与石墨密封材料的相容性，如长期在化工溶剂中工作的石墨密封材料要特别注意选择与工作介质pH值相适应的材质;

　　工作油液或润滑油脂与石墨密封材料不相容会引起膨胀、收缩等现象，造成石墨密封工作状态不良，或加速石墨密封材料老化、失效，所以也要对工作油液和润滑脂进行选择; ”

　　清洗剂的使用也不是一件小事，不正确的清洗会造成石墨密封变形、脆裂等情况，在使用清洗剂清洗元件后应注意充分干燥;

　　机械石墨密封用于腐蚀性较弱的介质可选用内装式，用于腐蚀性较强的介质可选用外装式，用于易燃、易爆和有毒产品应选用双端面型或多级机械石墨密封

　　五、工作环境

　　同一石墨密封在不同的工作环境条件下出现的故障和使用寿命有很大不同;

　　在润滑不良或粉尘严重的环境，会加剧石墨密封圈的磨损，这种情况下要选用耐磨性好的材料，并注意防尘圈的使用，提高防尘性能;

　　在污物水、泥砂水及易析出结晶介质中使用的机械石墨密封就得选用高耐磨的石墨密封摩擦副，同时要考虑石墨密封系统的良好冲洗条件;

　　六、震动和冲击

　　设备石墨密封受振动和冲击会使石墨密封装置失效，介质泄漏加剧，因此，选用的石墨密封元件和材质，应具有耐振动和耐冲击性能;

　　消除设备振动的方法：可采用隔振措施，如减振器、隔振垫等，减少外激振力，变动振源频率，防止液压设备爬行振动及提高工艺系统的抗振性; · 、

　　设备的振动引起石墨密封部分的紧固件的松动，压紧力变化产生泄漏，同时也直接影响石墨密封磨损以及石墨密封位置的偏移产生泄漏，因此石墨密封结构中要考虑提高材料的弹性，改善石墨密封偏心补偿能力的方法;

　　冲击、振动的影响是引起管路系统接头松动、造成管接头静石墨密封处泄漏，所以在设计安装时应考虑到设备使用过程中和附近设备的冲击、振动对管路系统石墨密封的影响;

　　管路复杂、油路长设备应设置管路防振支架，采用防松管接头