FKM密封圈__FKM密封

中国密封技术现状（一）橡塑密封

1.1.2密封系统的新结构

(1)新型油封[6]：该油封由Simrit公司D家推出，配备有测试密封（旋转密封）泄漏量的传感器，可用于设备泄漏的在线状态检测。

(2)EVD智能密封[7]：该密封由Hunger公司D家推出。液压缸密封件磨损和变形后，通过一个**装置，调节密封件（弹性体）的内部压力，自动调整密封件的压缩量，恢复密封功能。该结构可用于可靠性要求非常高的装备（如伺服液压缸、水力液压缸），已经在大型水

电站液压系统、海洋钻井平台等密封件拆装十分复杂的场合得到应用。

(3)SETCOAirShieldTM密封[8]：采用新型SETCOAirShieldTM密封的主轴集成了摩擦密封与迷宫式密封的优点。压缩空气切向送入固

定前轴承座的循环槽，与主轴一起构成一个封闭的迷宫。当空气在槽内环绕主轴流动时，类似于涡流的运动会产生均匀的压力，散发流量均匀的气流。其与柔性密封唇结合，外泄汽流会将污物从主轴，主要是轴承处吹走。

(4)聚四氟乙烯密封件结构创新：PTFE密封件衍生出许多新结构，应用于往复密封、旋转密封和静密封，如AQ封、PTFE-V型圈、泛塞封等。

(5)流体动力效应结构[9]：密封件的摩擦界面上开设流体动力螺旋槽，油膜将受到槽的泵汲作用，避免了泄漏。动力槽不仅已经应用于油封，FKM密封件，而且在往复密封件上也有应用。如NOK-Freudenberg公司的新型低摩擦聚氨酯Y型圈LF300内密封唇下部设计为波浪形摩擦界面，根部采用楔形倒角（见图2），抗缝隙挤出能力强，具有储油能力强、摩擦力小、运转平稳和密封能力强等特点，压力达到10MPa时的摩擦力较同类Y形圈要小得多

(6)计算机模拟仿真设计新结构[10，11]：通过采用有限元分析（FEA）和ANSYS等商业软件，模拟应用条件下密封件的接触应力状态，通过结构参数调整消除边缘应力集中或应力峰，使整体应力分布均匀，摩擦界面上的润滑油膜更易形成且不易挤出，因此摩擦力降低，

耐磨性能提高，使用寿命延长。此外，计算机模拟仿真设计还可节省大量试验经费和人力、物力，大大缩短产品开发周期，提高可靠性。

1.1.3制造工艺、设备及检测技术

目前，密封件生产装备和检测技术正朝着自动化、低成本和高可靠性的方向发展。

(1)高X混炼设备。全自动控制的密炼机系统结合转子改型，实现了节能高X，减少了对环境的污染，同时制造出了高品质的混炼胶料。

(2)高X、先进、高品质的橡胶注射成型加工技术。

Parker公司生产O型圈，采用注射机做出飞边很小的产品，配合液氮冷冻修边、塑料粒修边及水石洗这三道工序，产品外观达到了相当高的水平。

(3)先进的光学检测系统。Freudenberg等公司采用KMK公司开发的*三代新型光学检测系统，完全取代了人工检测，成功地将密封件

的质量检测完全集成到生产过程中，这种图像处理系统达到了较高的检测速度和检测精度，可检测密封件表面较微小的缺陷，如裂缝、气泡、杂质和滑移线等。

(4)国内密封件企业也引进了测量油封唇口张力为主要依据的油封检测装置，以检测气压变化测量油封唇口密封性能的气敏检测仪，具有较高的检测速率，每小时可检测1200～1800个油封。

1.1.4模具设计与加工工艺

(1)模具设计与生产：目前，模具设计与生产正朝信息化、数字化、无图化、精细化、自动化的方向发展，要求生产厂家既要重视设计软件的二次开发，还要具备模具型腔材料的加工流动性分析能力。

(2)加工制造与工艺：目前我国加工制造方面已普遍采用了数控装备，专业模具制造公司已基本实现全数控化，模具精度、表观质量均达到相当高的水平，大大提高了生产效率。

(3)一体化加工：橡塑密封模具的加工目前已经采用加工中心，这种中心集装卡、粗/精加工于一体，具有高功率、高速、高精度和高X率的特点，可一次加工五面。

关于氟橡胶低温性能的改进

      自从1957年美国杜邦公司开发了维通型氟橡胶以来，美国空君致力寻找可以在-54℃～+240℃工作的密封材料，以求解决高寒地区施工机械(美国阿拉斯加油田的开发和原苏联*二条西伯利亚铁路的施工，它的现场施工机械，FKM密封，要求其密封件长期在-48℃～-53℃正常工作)的密封问题。另外，航空与**工作装备更需要耐寒性能好的氟橡胶。因此，FKM密封O型圈，美国杜邦公司和3M公司进行了大量的耐低温氟橡胶的研究工作。到1978年，新投产的VitonGLT，其动态使用较底温度为-46℃，而Vi2tonECD-487则满足航空密封剂-54℃的要求[4]。在使用氟橡胶油封上，曾经有人担心低温下不能密封的问题(因为它在-20℃就变硬了)实际上，氟橡胶油封在-57℃下的低温试验中，并未发现破坏和过分磨损。因此，它在低温下使用是没有问题的。

      在特定条件下的**低温密封，也可以通过氟橡胶去解决。下面介绍有关这方面的试验和应用例子。

      氟橡胶用于压缩型密封中，**低温的密封与采用的压缩率是紧紧相联的。有人做过这样的试验:采用VitonA加工的O形圈，当压缩率为42%时，在-41℃下就不能密封;而当压缩率增加到63%时，则在-133℃也能密封;当压缩率增加到70%时，即使有振动，在-197℃下，也可保持密封。

      应该注意的是:当压缩率大于65%时，夹具的设计十分重要。O形圈被挤进到配合面之间的0.05mm间隙内，表面看似乎与密封能力无关，在-197℃下，压缩率大于65%时，多数O形圈挤出而破坏。这个问题，应该从密封沟槽的设计来加以弥补。

(1)KH-1热释电仪的密封:该仪器是80年代中国科院的新产品。主要是解决国内各高等院校的研究仪器，我们为其配用氟橡胶O形圈，其工作温度为-150℃～+250℃，经每次使用，密封良好。

(2)S-1型液氮输送器是北京仪器厂设计的。它是解决液氮从杜瓦瓶甘低温容器输入到低温设备(如冷阱)的仪器。该仪器的所有低温密封均采用氟橡胶O形圈，经多次使用，FKM密封圈，安全可靠，低温密封良好[5]。

(3)周长半英里的大型粒子加速器的真空室密封，是采用维通型氟橡胶材料，可以达到10-5帕的真空度。它还成功用于-253℃、70大气压的氦容器的密封[3]。

(4)在静态无冲击的条件下，维通氟橡胶O形圈可以在-240℃下使用[3]。

(5)美国杜邦公司的弹性体手册介绍:“VitonA用于静密封时，即使在-273℃下也可满足要求”。

总之，氟橡胶由于受到分子结构的限制，它的低温性能不太好。在低温动态密封中，应尽量利用它具有高弹性的温度区段进行使用;在静态密封中，只要无冲击，采用合理的结构设计，氟橡胶可以解决-273℃的密封。因此，正确使用氟橡胶，可以在低温工程的密封上，发挥更大的作用。

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