机械密封用碳石墨环现状与展望

来源:华体会hth登录入口ios    发布时间:2024-03-04 10:29:43

  由于材料性能优良,制造原材料又多来源于炼油化工副产品,所以价格适宜,应用行业广泛, 因 此破石墨制品制造在我国得到了加快速度进行发展。从 1956 年前苏联援建哈尔滨电碳厂、1966 年四川自 贡东新 电碳厂成立等几家企业,发展到目前的三百多家电碳制造相关企业,不仅有了髙等院校和科 研单位,而 且也有了行业管理机构和相关这类的产品的技术标准,促进了碳制品生产的科学性、先进性和 实用性。但由于 资金,设备,体制等众多因素的影响,目前我国的高性能碳制品质量,较国外发达 国家的先进的技术水 平,仍有很大的差距。通用碳石墨坏的制造质量,还较上世纪八九十年代的生产水 平有逊色,用户反映的 密封失效问题比较突岀。

  裂,润滑性能差等等。因此急待碳石墨材料制造厂家通过原材料的性能提髙, 配方设汁改进,加工工艺

  和制造设备等多项措施来提髙碳石墨材料的使用质量,进而达到髙强度, 高密度,气孔率低,抗氧化,

  摩擦系数低,耐磨损,光滑细腻,易加工制造等性能特点。与国外先 进生产技术相比,国内碳石墨材料

  生产中所用原材料磨粉粒径均匀度、密度、配料技术水平、浸渍 材料及工艺、毛坯制造设备、焙烧工艺

  碳石墨材料在机械密封技术中的应用历史悠远长久,我们国家科技工作者曾先后对前苏联,徳国,法国, 英 国,美国,日本等发达国家碳石墨材料的生产、应用、发展动向,概况做过内容丰富的介绍(5H \ 他们生 产的种类比较齐全,大致分为焙烧的碳石墨材料,仃墨化的碳石墨材料,浸树脂和浸金属的 碳石墨材料, 树脂粘结的碳石墨材料,氟化石墨材料与渗硅石墨材料等,从计料到相关原材料、工 艺、设备,直至碳 石墨材料的品种,型号,技术性能,使用范囤到制品加工,应用及碳石墨材料发 展动向等,大大激励了 我国碳石墨材料的发展。哈尔滨电碳厂,自贡东新电碳厂,作为碳石墨材料 早期生产的两大企业,为我 国军民所用碳石墨材料的研发,产品的制造,应用及性能测试,相关标 准的制订,引进消化吸收国外先 进技术起到了积极的推动作用,使我国上世纪八九十年代碳制品的 品种、质量和性能有了快速的提髙, 呈现在电站磨煤机上应用的 M170D 碳石墨材料的性能接近徳国 E10K 的水平。研制的抗氧化碳石墨材料, 已能满足航空发动机的使用性能要求。碳制品的制造内涵

  1、 亳米级结构碳石墨制品,通常用 2〜10mm 粒径焦炭或无烟煤作为恃架结构,空隙处用 60〜 70$的细粉填充形成。制品规格越大,选用的计料粒径越粗,通常是用搅混均匀的热料糊挤压或振动 成 型,制成品表而较粗糙。用相同工艺生产的产品较细颗粒结构的制品强度低,气孔孔径分布范围 广。显 著特点是所用原材料比表而低,含粘合剂少,焙饶容易,石墨化、热处理过程不易开裂,不 适于做髙质 量不透性机械密封制品。

  4、 微米级超细结构碳石墨制品,通常是用 4〜10 Pm 级超细炭素粉末为主要原材料,用超细粉 磨 粉机制粉,经等静压成型,采取了特殊工艺或先进的焙烧窑炉热处理等方法生产。制品的显著特点 是内在 结构更细密,均一,强度高,能加工出表而精度和光洁度高的耐摩擦磨损的机械密封高性能 制品,但生 产成本高,是军工和宇航产品及其它髙性能机械密封要求使用的材料。

  碳石墨材料的生产,是按照骨料粒径,配方组成与内部结构不同分类的,基本上可分为亳米级 (1 〜10mm)、忽米级(0.1〜lmm)、丝米级(0.01〜0. 1mm)和微米级(0. 001〜0. 01mm)四类,通称 为粗、中粗、细、超细结构碳右•墨制品。苴制造和性能特点分别为:

  碳石墨环因具有优良的耐高温性、自润滑性、低摩擦系数、耐磨损性、耐化学介质腐蚀性和良 好的 导热性、热膨胀系数小、对髙低温交变性能的适应性以及材料的物理力学性能,作为机械密封 应用领域 中的关键部件已有两千多年的历史,并广泛应用于造纸、纺织、印染、化纤、橡胶、塑料、 化工、医药、 食品、卷烟、包装、印刷、机械、电器、建材、冶金、钢铁、炼油、交通运输、军工 等各工业部门⑴⑴。

  3、表中抗斥弹性模虽.摩擦系数. 休膨胀系数、热导率.最岛使用温度为引用资料参考数据 c

  摘要:介绍了碳石墨材料的分类、特点以及国内夕除石墨材料的生产概况,结合旋转接头用碳石墨 环制

  造应用,提出了对现行机械密封用碳石墨坏技术标准的补充修订建议,针对国内碳石墨材料存 在问题的

  2、 忽米级结构碳石墨制品,因苴竹料粒径在 0.1〜1mm 之间,配料中粘合剂含量略高于粗制品, 宜采用挤压,振动或热模压制方法成型。制品的显著特点是内在结构均一良好,气孔分布均一性和 孔径 分布范用介于亳米级和丝米级之间,英密度,强度和加工表面粗糙度优于亳米级,是优于粗结 构,接近 细结构的碳石墨环制品。

  低,气密性差,磨损率髙,寿命短等众多弊病愈来愈暴露出来,突出表现在①碳石墨材料硬 度不均匀②

  密度不均匀③孔径大小不均匀,开孔,闭孔数量分布不均匀④脆性大⑤加工制造精度高 的碳石墨环难度

  大⑥研磨,抛光不易形成均匀光带和良好的密封而等等。使用中出现的问题是端而 泄漏,局部或贯通开

  由上述可以看出,碳石墨环材料的生产工艺流程,虽然基本相同,即原材料选用一配料(加粘 结 剂等)一搅混均匀一成型一焙烧一一次或多次浸渍一二次或多次焙饶或石墨化一粗品加工一精加 工。由 于使用的原材料粒径大小、配料组成、粘合剂性能、混料均匀度、成型焙烧工艺和设备、浸 渍材料、工 艺、次数、二次加工工艺和设备等不同,因而制品的性能和价格差异极大,所以在使用 时,必须根据产 品使用工况,做出产品级别、精度和价格的适宜选择。

  3、 丝米级结构碳石墨制品,因制造计料粒径细,配料中粘合剂含量高,通常采用混均匀一磨粉 一冷模压成型,小规格细长制品也可采用挤压成型。焙烧时挥发份排除量大,易产生内裂,制品规 格越 大,生产难度越大,制品的显著特点是结构均一,强度髙,气孔孔径小且分布均匀。作为机械 密封碳石 墨材料,是可靠耐用的,但生产所带来的成本较髙。

  等均有较大差异,以致当前我国碳石墨材料的性能及应用, 较徳国的西格里、英国的摩根、美国的 GE、

  按照现行机械密封用碳石墨密封环标准的分类、检验规则、物理力学性能要求、试验方法、标 志、 包装、运输、储存等方而规左的内容是比较全而的,自 2002 年 12 月 1 日实施到今天都没有更新, 其分类和 对材料的物理力学性能的规定见表一、二。

  现状,向行业主管部门提出了攻关愿望,结合国内碳石墨材料的技术进展和发展追势进行 了展望。