机械密封用碳石墨环现状与展望

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)福建省闽旋科技股份有限公司 作者:朱斌

  介绍了碳石墨材料的分类、特点以及国内外碳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环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趋势进行了展望。

  关键词:碳石墨;机械密封;旋转接头;生产概况;展望

  Abstract: The classification,feature and production overview in domestic and foreign of carbon graphite material were introduced,combineing with the manufacturing application of carbon graphite ring in rotary joints,it was propose supplement and amendment to the current standard of specification for carbon graphite ring for mechanical seals,in the light of current situation that in domestic carbon graphite material exist problems,it was propose to industry department to research,look ahead the technical progress and development trend of current carbon graphite material.

  Keywords: carbon graphite;mechanical seal;rotary joint;production overview;prospect

  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、对高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、医药、军工等各业部门[1,2]。

  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,因此碳石墨制品制造在我国得到了快速发展。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300 多家电碳制造相关企业,不仅有了高等院校和科研单位,而且也有了行业管理机构和相关产品的技术标准,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技术水平,仍有较大差距。

  当今碳石墨材料的技术进展有3大趋势:

  (1) 各向同性热解石墨是碳石墨材料中综合性能最佳的材料,它在各个方向性均为各向同性,结构紧密,其密度未浸渍时就可达到1. 98g /cm3以上,开孔率极低( < 0. 3%) ,抗折强度可达200MPa,抗压强度可达350MPa。由于制造原料粒径为0. 3 ~ 2μm,再加上采用独特的化学气相沉积法工艺和设备,因而质地均一,加工后的密封面精度和光洁度极高,具有极佳的机械密封性能和摩擦磨损特性。目前德国、日本、英国、俄罗斯,乌克兰等国,在各向同性热解石墨材料研制和应用方面都处于领先地位,俄罗斯研制的各向同性热解石墨材料,具有抗烧蚀,抗氧化,致密,光滑细腻,气孔降低,耐磨性好等特点,在宇航军工和高性能机械密封领域都有着广泛应用;

  (2) 碳-碳复合材料的研制和应用,也是碳石墨材料科技进展的重点,虽然制造方法较多,但碳纤维材料的加入制造的碳- 碳复合材料更引人注目。它不仅能显著提高碳- 碳复合材料的抗压、抗折强度和模量,降低摩擦系数,而且能大大提高碳石墨环的摩擦磨损性能和抗冲击强度,可满足更复杂工况条件下产品的使用要求;

  (3) 高强度高密度碳石墨密封材料虽有良好的力学性能,我国也进行了研制和应用工作[8 ~ 10],但目前应用并不普遍,要进一步提高产品质量,降低生产成本,以快速发展的趋势迎合市场发展的需要。上述碳石墨材料的发展趋势我国都有一定的技术进展,但产品质量较发达国家仍有较大差距。为了满足国民经济快速发展的需要,建议有关部门组织协同攻关,发挥好国内人力,财力和设备等有关资源,以实现我国碳石墨材料快速发展的美好未来,早日赶超世界先进水平。

参考文献:
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