1. 對機械密封的沖突副材質有哪些要求?

　　機械密封的材質是其賴以存在和開展的基礎。沖突副在高速旋轉中要反抗介質的腐蝕，接受一定的壓力，進行熱交換。在相對運動和沖突的情況下完結密封的使命，因而對材質提出了以下一些要求：

　　1)在防腐蝕方面要有杰出的化學安穩性，能反抗介質的腐蝕、磨蝕、溶解和溶脹;

　　2)在物理機械功能方面要有較高的彈性模量、強度及許用PV值，低的沖突系數和線膨脹系數，優秀的耐磨性和自光滑性以及杰出的不滲透性等;

　　3)在熱力功能方面要有很好的導熱性，耐熱，耐寒性和耐溫度的急變性;

　　4)材質來源方便，加工制作簡單，本錢低廉。

　　2.制作沖突副的材質有哪幾類?

　　現在制作沖突副的材質很多。常用的非金屬材質有碳-石墨、陶瓷、聚四氟乙烯和塑料等;常用的金屬材質有硬質合金、鎳鉻鋼、鉻鋼、青銅、碳鋼和鑄鐵等;此外還用堆焊、燒結、噴涂等外表處理及復合工藝改變或改善沖突副的外表功能。各種材質都具有一定的特性，在挑選沖突副材質時，應揚長避短，依據具體條件合理選用。

　　3.為什么常用碳-石墨來做沖突副?

　　碳-石墨(以下簡稱石墨)是沖突副中經常選用的材質，這是因為它有許多優秀功能，如下：

　　1)較高的導熱性。碳的導熱系數20~40W/(m.K)，石墨的導熱系數40~128w/(m.K)，僅次于銀、銅和鋁，是非金屬材質中唯一具有高導熱率的材質，比某些金屬(例如司太利硬質合金和哈氏合金等)的導熱率高得多。因而能及時將發生的沖突熱散失，然后降低密封端面的溫度，這對進步其可靠性和運用壽命都是非常必要的。

　　2)較低的線膨脹系數。石墨的線膨脹系數為2×10ˉ6～6×10ˉ8/℃，大約是金屬的1/2～1/4。在溫度升高時，其熱變形較小，對堅持密封端面的平行是有利的。低的膨脹系數加上高的導熱率，使其具有杰出的熱安穩性，耐熱、耐寒和耐熱沖擊功能好，在接受溫度劇變的時候不發生裂紋。

　　3)杰出的耐腐蝕性。石墨的化學安穩性很好，在空氣中400℃以下安穩，除強氧化性介質如王水、鉻酸、濃硫酸及鹵族元素外，可耐其它酸、堿、鹽及全部有機化合物的腐蝕。需要說明的是其耐蝕程度隨石墨的品種和浸漬劑的不同而異。

　　4)極好的自光滑性。這是因為石墨與金屬或其它材質相對沖突時，石墨轉移到金屬外表，構成石墨與石墨的相對沖突。此外石墨還有低的沖突系數，石墨與金屬對磨時沖突系數為0.04～0.05，在全液光滑條件下，沖突系數僅為0.008～0.01。

　　5)石墨的抗拉強度較低，抗壓強度較高，歸于一種脆性材質。因為硬度較低，常用做沖突副中的軟環。能夠很方便地進行各種加工。 其杰出的缺陷是氣孔率較大，一般在18%～22%。為補償此缺陷，實踐運用的石墨都是浸漬過的，以阻塞氣孔，提升密封性。

　　4.石墨有幾種?各有何特色?

　　石墨是用焦炭粉和石墨粉(或炭黑)，用瀝青做粘結劑，經模壓成型在高溫下燒結而成。依據所用原料和燒結溫度與時間的不同，能夠制成具有不同物理機械功能的石墨。一種稱高強石墨，又稱碳素石墨，其特色是質硬而脆，導熱系數低，加工困難;另一種為石墨化石墨，又稱電化石墨，其特色是質軟、強度低，自光滑性好。

　　因為石墨制作過程中，經高溫燒結，其間的瀝青蒸發掉，構成氣孔，必經浸漬方可運用。浸漬后的石墨對導熱性無顯著的影響，而強度和硬度卻有顯著進步。

　　除上述石墨外，還有樹脂石墨，它是用合成樹脂做粘結劑，與石墨粉混合均勻，限制成形，升溫到樹脂固化溫度而成。這種石墨允許運用的PV值不高，石化行業較少選用，其長處是價格便宜。

　　5.石墨浸漬劑有哪些?各有何特色?

　　石墨浸漬劑的性質決議了浸漬石墨的化學安穩性、熱安穩性、機械強度和運用溫度等。現在常用的浸漬劑可分為兩大類:合成樹脂和金屬。一般情況下，大都浸漬合成樹脂，而浸漬金屬的石墨運用較少。這是因為合成樹脂沒有熔融傾向，當超越答應的溫度運用極限時，也不會像金屬浸漬的石墨那樣，很快地失效;浸漬石墨的金屬熔化時，常常和與其對磨的金屬粘連在一起。合成樹脂浸漬的石墨在耐蝕性方面還優于金屬浸漬的石墨。挑選金屬做浸漬劑時要注意兩個問題:金屬的熔點不可過低，實踐證明，鉛、錫以及巴氏合金等低熔點金屬，不能用做浸漬劑;另一個問題是浸漬的金屬要耐介質的腐蝕。在化學性質不非常清楚，或化學成分變化較大的介質中，不可貿然選用浸金屬的石墨。例如在原油泵和常減壓塔底泵的密封中，不能選用巴氏合金和銅(包括銅合金)浸漬的石墨，能夠選用浸銻的石墨。

　　現在國內外廣泛運用各種合成樹脂浸漬劑。其間有酚醛樹脂、呋喃樹脂和環氧樹脂等，依據不同的介質性質選用不同的浸漬劉。酚醛樹脂耐酸性較好，環氧樹脂耐堿性介質的腐蝕，呋喃樹脂耐酸堿功能都較好，因而，呋喃樹脂用得較遍及。此外，還有選用浸漬聚四氟乙烯懸浮液的，耐蝕性更佳，因為其工藝不太安穩，故未能推廣運用。工作溫度升高時，尤其是溫度超越200℃以后，合成樹脂分化和碳化，導致石墨硬度和強度下降，使磨損加劇。

　　為了戰勝上述缺陷，呈現了浸漬瀝青的石墨。它是將瀝青加熱到一定的溫度，加壓浸漬后，再將石墨升溫，使瀝青蒸發，分化和碳化，以填塞石墨中的氣孔，這樣重復進行多次，終究得到合格的石墨。

　　6.制作密封環用哪些金屬材質

　　如果說沖突副中的軟環大都用石墨制作，那么制作硬環則大都用金屬。依據工況(壓力、溫度、速度等)和介質的性質不同，則選用不同的金屬。其間有鑄鐵和碳鈉、高硅鐵、合金鋼、青銅、耐蝕金屬和硬質合金等。這些材質在價格和加工制作的難易程度上有很大的差別，有必要把握它們的功能，以最低的本錢，挑選適用的材質。

　　7.鑄鐵和碳鋼有何特色?適用什么介質?

　　我國煉油行業最早的機械密封沖突副材質便是鑄鐵對石墨。鑄鐵具有價格低，加工制作簡單的優勢。硬度盡管不高，但耐磨性不亞于堆焊硬質合金，運用中不會呈現裂紋等。其原因是導熱系數大，為堆焊硬質合金的3~4倍。鑄鐵安排比較疏松，可吸附微量液體，構成含油沖突面，改善了光滑狀況。其缺陷是耐蝕性差，因而只能用于中性介質和PV值不高的場合。為進步其耐蝕性，選用了合金鑄鐵，在其間參加適量元素(如鋁、鎳和鉻等)，可顯著延長運用壽命，而價格卻很低。約翰克蘭密封公司就選用合金鑄鐵做靜環，運用作用較好。

　　常用的碳鋼有45、50號鋼，經淬火后進步了硬度和耐磨性，可用于中性介質的密封環。

　　8.高硅鐵有何特色?

　　高硅鑄鐵是含硅10%~17%及含碳甲0.5%~1.2%的硅鐵合金。常用的高硅鐵中含硅量約14.5%，是一種優秀的耐酸材質。因為材質外表有一層保護性很強的氧化硅膜，故它對各種濃度的硫酸、硝酸、有機酸、酸性鹽等介質有杰出的耐腐蝕性。但在氫氟酸中卻很快腐蝕，也不耐強堿、鹽酸和熱的三氯化鐵溶液的腐蝕。

　　其缺陷是質脆，耐溫度劇變性差，驟冷驟熱會炸裂。因而，在安裝過程中不能用力敲打。此外硬度較高(HRc45~50)，加工困難。

　　9.哪些合金鋼可制做密封環?

　　合金鋼經熱處理后，硬度和耐磨性大大進步，加工制作比較簡單，本錢較低，有些場合能夠運用。常用的鉻鋼材質有3Cr13、4Cr13、9Cr18，耐腐蝕性比碳鋼好，適用于弱腐蝕性介質。也有用1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti、Crl8Ni12Me2Ti制做密封環的耐腐蝕性很好，但硬度低，耐磨性差。還有用高速工具鋼和軸承鋼制做密封環的，如W18Cr4V和Gcrg等。勝利煉油廠在石油氣離心壓縮機的高速機械密封上就用W18Cr4V制作動環，接連運傳達兩年。

　　10.哪些青銅材質可做密封環?

　　青銅種類很多，可用做密封環的青銅有:ZQSn6-6-3和ZQSn1G-1等，其彈性模量大，具有杰出的導熱性、耐磨性，加工性以及對硬質材質的相溶性。但質軟、耐腐蝕性較差，適用于海水，油等介質中。

　　11.在強腐蝕性介質中選用什么材質的密封環?

　　跟著生產的開展，強腐蝕性介質逐步增多，對材質提出了更高的要求。例如氫氟酸、各種濃度和溫度下的硫酸和鹽酸等。材質問題不解決，生產就無法進行。這兒介紹兩種耐腐蝕合金，鎳鋁合金0Ni65Mo28Fe5V和鎳鉻鋁合金00Cr16Ni-60Mo17W4，它們別離適當于國外的哈氏合金(Has.B)和哈氏合金C(Has.C)。前者對鹽酸、硫酸和磷酸有很好的耐腐蝕性，高溫下仍有較高的強度和尺寸安穩性，切削加工功能好;而哈氏合金C在氧化(或還原)性強腐蝕性介質中是最耐蝕的合金之一，在600℃以下各種濃度的氟化氫氣體中仍很耐蝕，在高溫氫氟酸氣體中也很耐蝕，在各種濃度的硝酸中(除沸點外)都有很好的耐蝕性，可鑄造、鑄造和焊接，唯獨加工較困難。以上兩種耐蝕合金的最大缺陷是價格昂貴。

　　12.什么是硬質合金?常用的硬質合金有哪些?

　　金屬的碳化物(如碳化鎢等)，有許多優秀功能，制做密封環是非常合適的。可是，因為這些碳化物的熔點非常高，用一般的鍛煉方法是行不通的。通常用粉末冶金的方法，它是將碳化物制成很細的粉末，混以熔點較低的金屬，限制成型，高溫下燒結，較低熔點的金屬熔化，將金屬碳化物粘結成一個全體，便可得到硬質合金。常用的硬質合金有以鈷做粘結劑的碳化鎢硬質合金;以鎳和鉻為粘結劑的耐腐蝕硬質合金;以鋼鐵為粘結劑的鋼結硬質合金以及各種堆焊用的硬質合金焊條等。

　　13.硬質合金有哪些優秀功能?

　　1)硬度高。碳化鎢硬質合金的硬度一般在HRA87~94之間，在適當的溫度范圍內，硬度根本不變。因為磨粒磨損的磨損率與硬度成反比，所以高硬度的硬質合金材質，是密封含有懸浮性顆粒介質的機械密封的抱負沖突副材質。

　　2)抗彎強度高。硬質合金的坑彎強度一般都在1400MPa以上，抗彎強度的巨細與WC晶粒的巨細有關。

　　3)導熱系數高而線膨脹系數小。WC-Co系硬質合金的導熱系數比高速鋼高1~2倍，而線膨脹系數則比高速鋼和碳鋼小得多。因而用硬質合金做沖突副環材質的機械密封有較強的耐熱沖擊功能和承載功能。

　　4)有一定的耐腐蝕才能。不同的硬質合金商標，在各種介質中的耐腐蝕功能不同。因而，可依據具體的介質性質挑選不同的硬質合金。