石棉橡膠墊片的材料、制造以及密封原理

　　石棉橡膠墊片材料組成和制造：

　　橡膠是比較復(fù)雜的高分子體系，由橡膠聚合物、硫化劑、填充劑、防老劑、加工助劑和稀釋劑等多種不同組分組成。

　　聚合物制造商供應(yīng)的原料橡膠聚合物，還不是通常所說(shuō)的橡膠，因?yàn)楦叻肿泳酆衔锏姆肿渔溸€沒(méi)有交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是在硫化過(guò)程中形成的。起硫化反應(yīng)的硫化劑，在熱作用下引起橡膠聚合物之間的化學(xué)反應(yīng)，從而完成硫化過(guò)程。硫磺、有機(jī)樹脂和有機(jī)過(guò)氧化物等都是典型的硫化劑。為了改善橡膠墊片的物理性能，如硬度、扯斷強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度等，需要加入增強(qiáng)填充劑，而碳黑是常用的填充劑，碳黑不僅可改善橡膠墊片的物理性能，而且可使墊片的價(jià)格大為降低。橡膠墊片象其它所有的有機(jī)體系一樣，當(dāng)其被暴露在有害的熱、氧等環(huán)境中就會(huì)發(fā)生老化。因此還需要在混煉膠中加入一些有效的抗老化劑，以延長(zhǎng)橡膠墊片 的壽命。加工助劑雖然不能延長(zhǎng)橡膠墊片的壽命 ，但對(duì)改善墊片制造過(guò)程中的混煉 、擠出和模壓性能很有作用。

　　石棉橡膠墊片的制造過(guò)程大體上包括如下幾個(gè)步驟和質(zhì)量控制點(diǎn)：

　　1、混煉膠的混煉，準(zhǔn)確稱量原材料，在密閉或開放式煉膠機(jī)中進(jìn)行混煉。使按配方稱量的各個(gè)原料組分混合均勻，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)后，將混煉膠用于墊片生產(chǎn)。

　　2、膠料毛坯，因橡膠墊片的橫截面積和長(zhǎng)短不同，可以通過(guò)擠出機(jī)將膠料制成相應(yīng)毛坯——圓柱形膠條。

　　3、模壓，板換器橡膠密封墊片是在壓機(jī)中用模壓的方法制造的，即將未硫化的橡膠膠條半成品放入熱模具的型腔中，模具閉合 即進(jìn)行硫化，模壓溫度為160—185℃，時(shí)間3—15 min，因不同的混煉膠品種而異，模壓壓力應(yīng)不小于9.8MPa。

　　后硫化，為了提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力 ，硫化在模壓過(guò)程中不全部完成，將模壓硫化過(guò)的墊片在靜態(tài)情況下置于烘箱中zui終完成硫化。烘箱內(nèi)的溫度必須均勻，其保溫時(shí)間因不同的混煉膠而異。后硫化是板換器橡膠密封墊片生產(chǎn)過(guò)程中極重要的一步。烘箱必須安裝帶有連續(xù)溫度記錄的裝置。

　　成品檢驗(yàn)，從每一爐烘箱中抽取成品墊片，在實(shí)驗(yàn)室中按成品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。

　　2、石棉橡膠墊片密封原理：

　　常見的橡膠0形環(huán)屬自密封原理，它的密封功能一直維持到0形環(huán)變形、軟化。這是因?yàn)閷?duì)微小缺陷起密封作用的就是0形環(huán)所承受的壓力。板換器橡膠墊片的密封則不同。板換器得以密封運(yùn)行主要取決于橡膠墊片因壓縮而產(chǎn)生的瞬時(shí)密封應(yīng)力和板換器操作壓力之間的比較。密封應(yīng)力大于操作壓力則可保持密封，反之則發(fā)生泄漏。因此，板換器密封zui重要的就是使密封應(yīng)力盡可能達(dá)到zui高而且保持盡可能長(zhǎng)的時(shí)間。

　　橡膠與金屬?gòu)椈傻膹椥圆煌?種粘彈材料。這就意味著橡膠在長(zhǎng)期變形的情況下會(huì)發(fā)生應(yīng)力松弛，即在不變的張力或壓力下，密封應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減。較高的應(yīng)力松弛是限制板換器橡膠墊片使用壽命的重要因素。

　　應(yīng)力松弛有2種，1種是物理松弛，這是因聚合物分子和填充劑微粒之間的重排引起的，此種重排隨著橡膠的變形而逐漸接近平衡，密封應(yīng)力與時(shí)間的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。另1種是化學(xué)松弛，這是因橡膠交聯(lián)網(wǎng)中化學(xué)鍵的開裂引起的。氧化與溫度是影響此種松弛的重要因素。因此應(yīng)力松弛的速率在很大程度上就取決于溫度和每種橡膠墊片所適用的工作溫度范圍。低溫丁腈適用于低溫范圍，因此，隨著溫度上升，其應(yīng)力松弛迅速惡化，而適于高溫范圍的氟橡膠則相反。

　　應(yīng)力松弛取決于石棉橡膠墊片的組成和加工程序，而硫化程度也非常重要。墊片制作得不好，交聯(lián)密度低，應(yīng)力松弛速率就高，墊片使用壽命就短。但提高交聯(lián)密度雖然可以改善應(yīng)力松弛，卻降低了橡膠的撕裂強(qiáng)度 ，結(jié)果就造成石棉橡膠墊片在高應(yīng)力下的破 裂。密封應(yīng)力是溫度的函數(shù)，不同的橡膠對(duì)溫度的依賴性不一樣。氟橡膠的密封應(yīng)力板換器橡膠墊片的壽命可作如下描述 ，當(dāng)墊片安裝到板片上經(jīng)組裝后壓縮至名義尺寸時(shí)就產(chǎn)生了初始密封應(yīng)力，同時(shí)橡膠墊片的應(yīng)力松弛也開始了。在運(yùn)輸 、儲(chǔ)存和安裝板換器這段時(shí)間，熱交換 的溫度較低，應(yīng)力松弛也較緩 和。開車后，溫度開始升高 ，應(yīng)力松弛逐漸嚴(yán)重。板換器運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后 ，需要停車進(jìn)行維修和清洗 ，板換器又冷卻到原來(lái)的溫度 ，這時(shí)的密封應(yīng)力較初始密封應(yīng)力有所下降，但通 常還在保持密封所必須的zui低應(yīng)力之上，因而仍能保持密封。重新開車后，密封應(yīng)力和應(yīng)力松弛又重新開始 。若干次重復(fù)以后 ，在冷熱交換的情況下，橡膠墊片的密封應(yīng)力zui終降低到保持密封所必須的zui低密封應(yīng)力以下，板換器就開始泄漏 ，被迫停止運(yùn)行 ，更新橡膠墊片。對(duì)溫度表現(xiàn)出很強(qiáng)的依賴性 ，因而安裝了氟橡膠墊片的板換器就可能發(fā)生冷泄漏。

　　除了應(yīng)力松弛以外，橡膠墊片的另一個(gè)經(jīng)常被人們忽視的特性是，物理性能也非常強(qiáng)烈地依賴于溫度。在高溫下，橡膠墊片的扯斷強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和硬度等都會(huì)降低，雖然不同品種的橡膠墊片降低幅度不一樣，但假如這時(shí)墊片受到壓縮并超過(guò)其極限強(qiáng)度，墊片就可能發(fā)生機(jī)械損壞，如壓碎等，

　　板換器橡膠墊片的壽命可作如下描述，當(dāng)墊片安裝到板片上經(jīng)組裝后壓縮至名義尺寸時(shí)就產(chǎn)生了初始密封應(yīng)力，同時(shí)石棉橡膠墊片的應(yīng)力松弛也開始了。在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安裝板換器這段時(shí)間，熱交換的溫度較低，應(yīng)力松弛也較緩 和。開車后，溫度開始升高，應(yīng)力松弛逐漸嚴(yán)重。板換器運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，需要停車進(jìn)行維修和清洗 ，板換器又冷卻到原來(lái)的溫度，這時(shí)的密封應(yīng)力較初始密封應(yīng)力有所下降，但通常還在保持密封所必須的zui低應(yīng)力之上，因而仍能保持密封。重新開車后，密封應(yīng)力和應(yīng)力松弛又重新開始。若干次重復(fù)以后，在冷熱交換 的情況下，橡膠墊片的密封應(yīng)力zui終降低到保持密封所必須的zui低密封應(yīng)力以下，板換器就開始泄漏 ，被迫停止運(yùn)行，更新橡膠墊片。

　　結(jié)語(yǔ)：

　　1、石棉橡膠墊片是板換器的重要零件，選擇適宜的墊片材料，可以保證板換器的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)驗(yàn)和大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確選擇材料的可靠依據(jù)。

　　2、橡膠墊片的制造中有許多加工難點(diǎn)需要克服，因此，正確的制造工藝和*的質(zhì)量保證體系是確保墊片質(zhì)量所必須的。