1. 对机械密封的冲突副材质有哪些要求?

　　机械密封的材质是其赖以存在和开展的基础。冲突副在高速旋转中要反抗介质的腐蚀，接受一定的压力，进行热交换。在相对运动和冲突的情况下完结密封的使命，因而对材质提出了以下一些要求：

　　1)在防腐蚀方面要有杰出的化学安稳性，能反抗介质的腐蚀、磨蚀、溶解和溶胀;

　　2)在物理机械功能方面要有较高的弹性模量、强度及许用PV值，低的冲突系数和线膨胀系数，优秀的耐磨性和自光滑性以及杰出的不渗透性等;

　　3)在热力功能方面要有很好的导热性，耐热，耐寒性和耐温度的急变性;

　　4)材质来源方便，加工制作简单，本钱低廉。

　　2.制作冲突副的材质有哪几类?

　　现在制作冲突副的材质很多。常用的非金属材质有碳-石墨、陶瓷、聚四氟乙烯和塑料等;常用的金属材质有硬质合金、镍铬钢、铬钢、青铜、碳钢和铸铁等;此外还用堆焊、烧结、喷涂等外表处理及复合工艺改变或改善冲突副的外表功能。各种材质都具有一定的特性，在挑选冲突副材质时，应扬长避短，依据具体条件合理选用。

　　3.为什么常用碳-石墨来做冲突副?

　　碳-石墨(以下简称石墨)是冲突副中经常选用的材质，这是因为它有许多优秀功能，如下：

　　1)较高的导热性。碳的导热系数20~40W/(m.K)，石墨的导热系数40~128w/(m.K)，仅次于银、铜和铝，是非金属材质中唯一具有高导热率的材质，比某些金属(例如司太利硬质合金和哈氏合金等)的导热率高得多。因而能及时将发生的冲突热散失，然后降低密封端面的温度，这对进步其可靠性和运用寿命都是非常必要的。

　　2)较低的线膨胀系数。石墨的线膨胀系数为2×10ˉ6～6×10ˉ8/℃，大约是金属的1/2～1/4。在温度升高时，其热变形较小，对坚持密封端面的平行是有利的。低的膨胀系数加上高的导热率，使其具有杰出的热安稳性，耐热、耐寒和耐热冲击功能好，在接受温度剧变的时候不发生裂纹。

　　3)杰出的耐腐蚀性。石墨的化学安稳性很好，在空气中400℃以下安稳，除强氧化性介质如王水、铬酸、浓硫酸及卤族元素外，可耐其它酸、碱、盐及全部有机化合物的腐蚀。需要说明的是其耐蚀程度随石墨的品种和浸渍剂的不同而异。

　　4)极好的自光滑性。这是因为石墨与金属或其它材质相对冲突时，石墨转移到金属外表，构成石墨与石墨的相对冲突。此外石墨还有低的冲突系数，石墨与金属对磨时冲突系数为0.04～0.05，在全液光滑条件下，冲突系数仅为0.008～0.01。

　　5)石墨的抗拉强度较低，抗压强度较高，归于一种脆性材质。因为硬度较低，常用做冲突副中的软环。能够很方便地进行各种加工。 其杰出的缺陷是气孔率较大，一般在18%～22%。为补偿此缺陷，实践运用的石墨都是浸渍过的，以阻塞气孔，提升密封性。

　　4.石墨有几种?各有何特色?

　　石墨是用焦炭粉和石墨粉(或炭黑)，用沥青做粘结剂，经模压成型在高温下烧结而成。依据所用原料和烧结温度与时间的不同，能够制成具有不同物理机械功能的石墨。一种称高强石墨，又称碳素石墨，其特色是质硬而脆，导热系数低，加工困难;另一种为石墨化石墨，又称电化石墨，其特色是质软、强度低，自光滑性好。

　　因为石墨制作过程中，经高温烧结，其间的沥青蒸发掉，构成气孔，必经浸渍方可运用。浸渍后的石墨对导热性无显着的影响，而强度和硬度却有显著进步。

　　除上述石墨外，还有树脂石墨，它是用合成树脂做粘结剂，与石墨粉混合均匀，限制成形，升温到树脂固化温度而成。这种石墨允许运用的PV值不高，石化行业较少选用，其长处是价格便宜。

　　5.石墨浸渍剂有哪些?各有何特色?

　　石墨浸渍剂的性质决议了浸渍石墨的化学安稳性、热安稳性、机械强度和运用温度等。现在常用的浸渍剂可分为两大类:合成树脂和金属。一般情况下，大都浸渍合成树脂，而浸渍金属的石墨运用较少。这是因为合成树脂没有熔融倾向，当超越答应的温度运用极限时，也不会像金属浸渍的石墨那样，很快地失效;浸渍石墨的金属熔化时，常常和与其对磨的金属粘连在一起。合成树脂浸渍的石墨在耐蚀性方面还优于金属浸渍的石墨。挑选金属做浸渍剂时要注意两个问题:金属的熔点不可过低，实践证明，铅、锡以及巴氏合金等低熔点金属，不能用做浸渍剂;另一个问题是浸渍的金属要耐介质的腐蚀。在化学性质不非常清楚，或化学成分变化较大的介质中，不可贸然选用浸金属的石墨。例如在原油泵和常减压塔底泵的密封中，不能选用巴氏合金和铜(包括铜合金)浸渍的石墨，能够选用浸锑的石墨。

　　现在国内外广泛运用各种合成树脂浸渍剂。其间有酚醛树脂、呋喃树脂和环氧树脂等，依据不同的介质性质选用不同的浸渍刘。酚醛树脂耐酸性较好，环氧树脂耐碱性介质的腐蚀，呋喃树脂耐酸碱功能都较好，因而，呋喃树脂用得较遍及。此外，还有选用浸渍聚四氟乙烯悬浮液的，耐蚀性更佳，因为其工艺不太安稳，故未能推广运用。工作温度升高时，尤其是温度超越200℃以后，合成树脂分化和碳化，导致石墨硬度和强度下降，使磨损加剧。

　　为了战胜上述缺陷，呈现了浸渍沥青的石墨。它是将沥青加热到一定的温度，加压浸渍后，再将石墨升温，使沥青蒸发，分化和碳化，以填塞石墨中的气孔，这样重复进行多次，终究得到合格的石墨。

　　6.制作密封环用哪些金属材质

　　如果说冲突副中的软环大都用石墨制作，那么制作硬环则大都用金属。依据工况(压力、温度、速度等)和介质的性质不同，则选用不同的金属。其间有铸铁和碳钠、高硅铁、合金钢、青铜、耐蚀金属和硬质合金等。这些材质在价格和加工制作的难易程度上有很大的差别，有必要把握它们的功能，以最低的本钱，挑选适用的材质。

　　7.铸铁和碳钢有何特色?适用什么介质?

　　我国炼油行业最早的机械密封冲突副材质便是铸铁对石墨。铸铁具有价格低，加工制作简单的优势。硬度尽管不高，但耐磨性不亚于堆焊硬质合金，运用中不会呈现裂纹等。其原因是导热系数大，为堆焊硬质合金的3~4倍。铸铁安排比较疏松，可吸附微量液体，构成含油冲突面，改善了光滑状况。其缺陷是耐蚀性差，因而只能用于中性介质和PV值不高的场合。为进步其耐蚀性，选用了合金铸铁，在其间参加适量元素(如铝、镍和铬等)，可显着延长运用寿命，而价格却很低。约翰克兰密封公司就选用合金铸铁做静环，运用作用较好。

　　常用的碳钢有45、50号钢，经淬火后进步了硬度和耐磨性，可用于中性介质的密封环。

　　8.高硅铁有何特色?

　　高硅铸铁是含硅10%~17%及含碳甲0.5%~1.2%的硅铁合金。常用的高硅铁中含硅量约14.5%，是一种优秀的耐酸材质。因为材质外表有一层保护性很强的氧化硅膜，故它对各种浓度的硫酸、硝酸、有机酸、酸性盐等介质有杰出的耐腐蚀性。但在氢氟酸中却很快腐蚀，也不耐强碱、盐酸和热的三氯化铁溶液的腐蚀。

　　其缺陷是质脆，耐温度剧变性差，骤冷骤热会炸裂。因而，在安装过程中不能用力敲打。此外硬度较高(HRc45~50)，加工困难。

　　9.哪些合金钢可制做密封环?

　　合金钢经热处理后，硬度和耐磨性大大进步，加工制作比较简单，本钱较低，有些场合能够运用。常用的铬钢材质有3Cr13、4Cr13、9Cr18，耐腐蚀性比碳钢好，适用于弱腐蚀性介质。也有用1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti、Crl8Ni12Me2Ti制做密封环的耐腐蚀性很好，但硬度低，耐磨性差。还有用高速工具钢和轴承钢制做密封环的，如W18Cr4V和Gcrg等。胜利炼油厂在石油气离心压缩机的高速机械密封上就用W18Cr4V制作动环，接连运传达两年。

　　10.哪些青铜材质可做密封环?

　　青铜种类很多，可用做密封环的青铜有:ZQSn6-6-3和ZQSn1G-1等，其弹性模量大，具有杰出的导热性、耐磨性，加工性以及对硬质材质的相溶性。但质软、耐腐蚀性较差，适用于海水，油等介质中。

　　11.在强腐蚀性介质中选用什么材质的密封环?

　　跟着生产的开展，强腐蚀性介质逐步增多，对材质提出了更高的要求。例如氢氟酸、各种浓度和温度下的硫酸和盐酸等。材质问题不解决，生产就无法进行。这儿介绍两种耐腐蚀合金，镍铝合金0Ni65Mo28Fe5V和镍铬铝合金00Cr16Ni-60Mo17W4，它们别离适当于国外的哈氏合金(Has.B)和哈氏合金C(Has.C)。前者对盐酸、硫酸和磷酸有很好的耐腐蚀性，高温下仍有较高的强度和尺寸安稳性，切削加工功能好;而哈氏合金C在氧化(或还原)性强腐蚀性介质中是最耐蚀的合金之一，在600℃以下各种浓度的氟化氢气体中仍很耐蚀，在高温氢氟酸气体中也很耐蚀，在各种浓度的硝酸中(除沸点外)都有很好的耐蚀性，可铸造、铸造和焊接，唯独加工较困难。以上两种耐蚀合金的最大缺陷是价格昂贵。

　　12.什么是硬质合金?常用的硬质合金有哪些?

　　金属的碳化物(如碳化钨等)，有许多优秀功能，制做密封环是非常合适的。可是，因为这些碳化物的熔点非常高，用一般的锻炼方法是行不通的。通常用粉末冶金的方法，它是将碳化物制成很细的粉末，混以熔点较低的金属，限制成型，高温下烧结，较低熔点的金属熔化，将金属碳化物粘结成一个全体，便可得到硬质合金。常用的硬质合金有以钴做粘结剂的碳化钨硬质合金;以镍和铬为粘结剂的耐腐蚀硬质合金;以钢铁为粘结剂的钢结硬质合金以及各种堆焊用的硬质合金焊条等。

　　13.硬质合金有哪些优秀功能?

　　1)硬度高。碳化钨硬质合金的硬度一般在HRA87~94之间，在适当的温度范围内，硬度根本不变。因为磨粒磨损的磨损率与硬度成反比，所以高硬度的硬质合金材质，是密封含有悬浮性颗粒介质的机械密封的抱负冲突副材质。

　　2)抗弯强度高。硬质合金的坑弯强度一般都在1400MPa以上，抗弯强度的巨细与WC晶粒的巨细有关。

　　3)导热系数高而线膨胀系数小。WC-Co系硬质合金的导热系数比高速钢高1~2倍，而线膨胀系数则比高速钢和碳钢小得多。因而用硬质合金做冲突副环材质的机械密封有较强的耐热冲击功能和承载功能。

　　4)有一定的耐腐蚀才能。不同的硬质合金商标，在各种介质中的耐腐蚀功能不同。因而，可依据具体的介质性质挑选不同的硬质合金。