非金属材料及密封材料.ppt

非金属材料及密封材料简介,教学要求：1、了解常见的非金属材料及分类2、了解密封材料分类及柔性填料密封材料,合成橡胶合成塑料合成纤维,树脂基复合材料金属基复合材料非金属基复合材料,陶瓷材料玻璃材料石墨及碳木材水泥混凝土,一、非金属工程材料,有机非金属材料,复合材料,无机非金属材料,二、塑料,塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）热塑性塑料，可以反复加工，多次使用；热固性塑料，一旦加工成型就不会受热熔化特殊用途塑料增强塑料、改进塑料等。常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛树脂（电木）、聚四氟乙烯等。,聚乙烯简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良,聚氯乙烯PVC本色为微黄色半透明状，有光泽。分为软、硬聚氯乙烯。稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受,聚丙烯简称:PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂是一种半结晶性材料，它比PE要更坚硬并且有更高的熔点,聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。,酚醛树脂简称PF酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重1.251.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。,聚四氟乙烯PTFE被美誉为“塑料王”，中文商品名“特氟龙”，耐温优异（能在+250至-180的温度下长期工作）。,聚四氟乙烯PTFE是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得“塑料王”之美称。除熔融金属钠和液氟外，它能在任何种类化学介质长期使用，它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片。它是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。,三、橡胶,橡胶,天然橡胶,合成橡胶,通用橡胶,特种橡胶,丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶,聚硫橡胶硅橡胶,天然橡胶NR从天然产胶植物中制取的橡胶。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中9194是橡胶烃（聚异戊二烯），其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。,丁苯橡胶SBR,丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经聚合制得的橡胶。化学式：是由丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）和苯乙烯（C6H5C2H3）共聚而得到的弹性体。是产量最大的通用合成橡胶。耐油性差，介电性能较好；生胶抗拉强度只有20-35千克力/平方厘米，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/平方厘米；其黏合性弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性耐自然老化性耐水性气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶。在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。,顺丁橡胶BR国际通用代号为BR，是目前仅次于丁苯橡胶的世界上第二大通用合成橡胶，具有弹性好，耐磨性强和耐低温性能好，生热低，滞后损失小，耐屈扰性，抗龟裂性及动态性能好等优点，可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用，在轮胎、抗冲击改性、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用,氯丁橡胶CR主要用于三元乙丙橡胶防水卷材、氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材和氯化聚乙烯防水卷材、PVC聚氯乙烯的粘结。,硅橡胶Q国际通用代号为Q它具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在摄氏三百度和零下九十度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。,橡胶球泵阀,四、高分子化合物的基本性质,（1）溶解性（2）热塑性和热固性（3）强度（4）电绝缘性（5）特性有些高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特性，用于某些特殊需要的领域；但也有些高分子材料具有易老化、不耐高温、易燃烧、废弃后不易分解等缺点。,密封材料简介,密封材料引就是指能承受接缝位移以达到气密、水密目的而嵌入设备接缝中的材料称为密封材料。密封件材料有金属材料(铝、铅、铟、不锈钢等)，也有非金属材料（橡胶、塑料、陶瓷、石墨等）和复合材料（如橡胶-石棉板），但使用最多的是橡胶类弹性体材料。,一、密封材料的发展,密封材料的发展大致有三个阶段：第一阶段是以石棉作为密封材料，然后进入石棉的复制品与代用品的研究。石棉的优越性很多，从石棉的耐热性、柔软性及经济性来看，至今尚未出现任何优于石棉的替代材料，如代替石棉的有玻璃纤维，碳纤维，氟树脂纤维等。这些纤维因有的物理机械综合性能不好，或是价格太贵不大采用。所以目前石棉的替代材料仍感不足。,石棉又称“石绵”，为商业性术语，指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。石棉纱线经制绳机械加工可制成各种绳索。也可织成石棉布缝制石棉服、石棉靴、石棉手套等劳动保护用品。,第二阶段是膨胀石墨密封材料。石墨从高温到低温，都能保持其良好的弹性，发挥其优异的密封性能，得到了广泛使用，但尚存在不足之处，而且价格又高，受到一定限制。,第三阶段是热可塑性氟树脂逐渐问世，如碳纤维材料，陶瓷类材料，热塑性聚氨酯胶的开发，使密封材料又开拓了一个新领域。,膨胀石墨是一种新型碳素材料。早在19世纪60年代初，Brodie将天然石墨与硫酸和硝酸等化学试剂作用后加热，发现了膨胀石墨，然而其应用则在百年之后才开始。,膨胀石墨有如下特性:1）极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性;2）极强的抗高、低温、抗腐蚀、抗辐射特性;3）极强的抗震特性;4）极强的电导率;5）极强的抗老化、抗扭曲的特性;6）可以抵制各种金属的熔化及渗透;7）无毒、不含任何致癌物，对环境没有危害;8）受热达到一定温度时，膨胀石墨便开始膨胀，在1000时膨胀完全，达到最大体积。膨胀体积可以达到初始时的200倍以上。,二、密封材料分类,A纤维,B高分子材料,C无机材料,D金属,树脂橡胶,石墨工程陶瓷,有色金属黑色金属硬质合金贵重金属,植物纤维动物纤维矿物纤维人造纤维,三、介绍几种常用的密封材料,1、高强石墨金属复合密封垫片由纯石墨板或高强石墨复合板材冲切而成。高强石墨金属复合密封垫片有优异的耐腐蚀性，耐高低温，良好的压缩回弹性，较好的强度，是管、阀、泵、压力容器、换热器、冷凝器等的密封元件。高强石墨金属复合密封垫片还可切成复杂的密封垫片，如水位计密封垫片冲螺拴孔法兰等。高强石墨金属复合密封垫片常用厚度:1.5mm，2.0mm，3.0mm，4.5mm。,2、金属缠绕密封垫片由V形或W形金属带与非金属带相互重迭，连续缠绕而成，在始、末端用点焊方式将金属带固定。膨胀石墨具有耐高温、耐腐蚀、柔软性及回弹性好等优点，在缠绕密封垫片系列中，它的使用温度较高。金属缠绕密封垫片最适宜在温度交变的场合使用。金属缠绕密封垫片是管道、换热器、塔槽等法兰连接处的静密封元件，金属缠绕垫片广泛使用在石油、化学、电力、造船、钢铁等部门。,金属缠绕密封垫片尤其在高温高压蒸汽，冷热温差交变时使用最为适合。最高使用温度：氧化性气体：450非氧化性气体：800最高使用压力：420kgf/cm*cm,使用范围：,密封垫片种类1）金属缠绕密封垫片分四种形式：基本型，用于榫槽式法兰的垫片、带内环，用于嵌入型凹凸面法兰的密封垫片、带内环，用于光滑式平焊法兰的垫片、带内外环，用于光滑式对焊法兰的密封垫片2）通常使用的材料A钢带：304、1Cr18Ni9T(321)、316、316L等B环材：低碳钢、oCr13、oCr18Ni9、304、316、316L等C非金属带：柔性石墨、特制石墨、聚四氟乙烯、石棉纸,3、齿形密封垫片是用金属平环，用特定加工方式在环平面上加工出成90度夹角波形。锯齿状的金属垫片。根据使用部位和要求不同，齿形密封垫片可以做成带内外定位环和两面加贴柔性石墨或聚四氟乙烯薄片的组合型垫片。性能与特点1、适用于高温、高压部位；2、耐腐蚀性强；3、密封作用稳定、可靠二.使用范围及参数1、使用温度：650；2、使用压力：6.425.0MPa；3、最小预紧比压：y=70MPa；4、垫片系数：m=4.25,4、聚四氟乙烯密封垫片是采用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其它塑料相比具有耐化学腐蚀与耐高温优异的特点。它已被广泛地应用作为密封材料。主要技术指标：,5、石棉密封垫片及非石棉密封垫片主要应用于化工企业中的塔、槽、釜、压力容器、管道的密封，也用于高温、高压、低温、低压下的水、饱和蒸汽、过热蒸汽、煤油、汽油及酸、碱介质溶液的密封。主要性能：适应温度最高500，压力最高30MPa。主要规格：各种规格石棉密封垫片及非石棉密封垫片，并能根据用户要求制作非标石棉密封垫片及非石棉密封垫片。适用标准：石棉密封垫片及非石棉密封垫片符合日本JIS及JPI标准，我国化工部HG标准。,四、软填料密封材料,1、柔性石墨盘根由柔性石墨，纤维复合编织而成。据不同的要求，可采用：碳纤维、铜丝、304、316L及镍合金丝等作加强材料。柔性石墨盘根能耐高温、高压，是解决高温、高压密封问题的最有效的产品之一。柔性石墨盘根耐腐蚀，密封性能优异，且作用稳定、可靠。适用介质的PH范围：0-14，通常用于动密封部位。,四氟角线石墨盘根,浸四氟石墨盘根,石墨填料环,2、芳纶纤维盘根由芳纶纤维（KevLar）经浸渍四氟乙烯乳液和润滑剂处理再编织而成。芳纶纤维（KevLar）具有超高强度，高模量，耐磨性极好。适用介质的范围为PH=2-13。通常用在含有泥沙，颗粒的介质的密封，与其它各类的盘根分隔安装，效果将更佳。,芳纶黑四氟交织盘根,白芳纶硅胶芯盘根,3、高水基盘根A型适用介质：主要是乳化液，水或油，适用于油田高压泥浆泵，矿井下液压支架，乳化液泵等。B型适用介质：水、油、弱酸、碱、盐类，特别适合于干灰、粉尘、渣浆等恶劣介质条件下使用。热电厂除灰、渣浆泵是电厂生产的重点环节之一，电厂的给水泵，前置泵及自来水厂的大型水泵，应用效果均很好。能达半年以上。,高水基盘根,4、碳纤维盘根纤维盘根是由预浸四氟乳液的碳素纤维经编织而成。用于除强氧化剂钋以外的所有腐蚀性介质，以及带有少量颗粒结晶的介质，主要用于离心泵，柱式泵，混合器，阀门等的密封。导热性良好，当用于高速转动的密封时，磨擦热都能很快地传递到填料箱外壳，避免过热现象，使用寿命长。,碳素纤维盘根,涂石墨碳素纤维盘根,5、聚四氟盘根聚四氟乙烯编织填料是由聚四氟乙烯树脂经特殊工艺加工，再经编织成截面为方形的填料，由于聚四氟乙烯具有优异的耐腐蚀性，良好的自润性和不粘性，故聚四氟乙烯编织填料不仅具有良好的柔韧性，回弹性，而且还具有极优的耐腐蚀性，它几乎能耐所有的化学介质。适用于石油、化工、食品、制药、电力等工业设备装置的法兰、泵阀的密封。,四氟阀杆填料,四氟裂网丝盘根,压盘根技术：通常是指一些阀的伸缩节和阀门连接处的密封圈，如果这个地方的密封圈老化或松动或不严实，就有可能出现露水现象，这个时候需要把阀拆开后把密封胶圈重新压密实，叫做压盘根。,清理盘根工具,（1）在