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橡胶垫片密封原理

发布日期:2019-08-30 作者: 点击:

板式热交换器橡胶垫片的密封原理是什么呢?

常见的橡胶0形环属自密封原理,它的密封功能一直维持到0形环变形、软化。这是因为对微小缺陷起密封作用的就是0形环所承受的压力。

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热交换器橡胶整片的密封则不同。热交换器得以密封运行主要取决于橡胶垫片因压缩而产生的瞬时密封应力和热交换器操作压力之间的【比较】。密封应力大于操作压力则可保持密封,反之则发生泄湖。因此,热交换器密封最重要的就是使密封应力尽可能达到最高而且保持尽可能长的时间。

橡胶与金属弹簧的弹性不同,它是1种粘弹材料。这就意味着橡胶在长期变形的情况下会发生应力松弛,即在不变的张力或压力下,密封应力会随时间的延长而衰减。较高的应力松弛是限制热交换器橡胶垫片使用寿命的重要因素。应力松弛有两种,一种是物理松弛,这是因聚合物分子和填充剂微粒之间的重排引起的,此种重排随着橡胶的变形而逐渐接近平衡,密封应力与时间的对数呈线性关系。另一种是化学松弛,这是因橡胶交联网中化学键的开裂引起的。氧化与温度是影响此种松弛的重要因素。因此应力松弛的速率在很大程度上就取决于温度和每种橡胶垫片所适用的工作温度范围。低温丁腈适用于低温范围,因此,随着温度上升,其应力松弛迅速恶化,而适于高温范围的氟橡胶则相反。

应力松弛取决于橡胶垫片的组成(配方)和加【工程】序,而硫化程度(交联密度)也非常重要。垫片制作得不好,交联密度低,应力松弛速率就高,垫片使用寿命就短。但提高交联密度虽然可以改善应力松弛,却降低了橡胶的撕裂强度,结果就造成橡胶垫片在高应力下的破裂。密封应力是温度的函数,不同的橡胶对温度的依赖性不一样。氟橡胶的密封应力对温度表现出很强的依赖性,因而安装了氟橡胶垫片的板换器就可能发生冷泄漏。

除了应力松弛以外,橡胶垫片的另一个经常被人们忽视的特性是,物理性能也非常强烈地依赖于温度。在高温下,橡胶垫片的扯断强度撕裂强度和硬度等都会降低,虽然不同品种的橡胶垫片降低幅度不一样,但假如这时垫片受到压缩并超过其极限强度,垫片就可能发生机械损坏,如压碎等。

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热交换器橡胶整片的寿命可作如下描述,当垫片安装到板片上经组装后压缩至名义尺寸时就产生了初始密封应力,同时橡胶垫片的应力松弛也开始了。在运输储存和安装热交换器这段时间,热交换的温度较低,应力松弛也较缓和。开车后,温度开始升高,应力松弛逐渐严重。热交换器运转一定时间后,需要停车进行维修和清洗,热交换器又冷却到原来的温度,这时的密封应力较初始密封应力有所下降,但通常还在保持密封所必须的最低应力之上,因而仍能保持密封。重新开车后,密封应力和应力松弛又重新开始。若干次重复以后,在冷热交换的情况下,橡胶垫片的密封应力最终降低到保持密封所必须的最低密封应力以下,热交换器就开始泄漏,被迫停止运行,更换新橡胶垫片。

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