填料静密封质量状况分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥通用机械研究院 作者:喻志强

  对填料静密封产品2011~2013年检测结果数据进行比较分析,发现目前填料静密封产品合格率有下降趋势,并指出了主要检测不合格项目及各项目的不合格率,总结了检测结果反映的主要质量问题以及原因分析。

  引言

  填料静密封一般应具有良好的物理和机械性能、回弹性高、压缩永久变形小、密封可靠、加工方便和使用寿命长。密封材料的作用使它成为国防、化工、石油、煤炭、交通运输和机械制造等国民经济主要行业中的基础部件和配件。密封件虽然只是个零部件,但往往却能决定机器设备的安全性、可靠性和耐久性。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为其作用对整台机器、整套装置甚至整个工厂的影响很大。因此,填料静密封产品被国家质检总局列为特种设备取证产品。

  但是近年来填料静密封产品质量普遍都不太高,通过对近几年国家密封件产品质量监督检验中心(以下简称“国家中心”)的检测结果分析发现近几年来产品质量基本上停滞不前,甚至个别产品质量合格率有下降的趋势,应该引起生产企业、行业监管部门以及广大用户的重视。

1、行业概况

  1.1、行业现状

  我国密封技术发展起步较晚,起步于20世纪60年代,但发展速度较快。近几年来,随着经济的发展,密封行业的发展也很快。但与其他行业不同的是,密封行业发展虽快,密封企业变化却较慢。比如20世纪70年代末80年代初,仅在江、浙、鲁有几家生产厂家,而现在无论是沿海、内地,还是南方、北方,处处可见密封件厂,整个密封行业已由以前的几家,发展到500多家,绝大多数为取得特种设备制造许可证书的企业,这种发展速度可以说是很快的了。但就企业个体来讲,许多企业变化不大,生产规模迂回不前,有的甚至出现倒退,科技力量不仅没有大的增加,有的反而在削弱,很多厂家仍抱着“四老”不放,即老产品、老技术、老设备、老规模。当然也有部分企业,仿制仿造一些产品的能力较强,但在整个行业中具备独立开发新品能力的企业却不多。

  综上所述,我们的密封行业竞争力较弱,但这是指一些小型企业,我们也有一些力量较强的公司或工厂。国外虽有几家著名的大企业,但也同样有较多的小型企业,还有很多专做密封生意的商业性公司向中国购买产品,去本国或他国销售,所以就整个国际同行来讲,优劣势是各有千秋。

  1.2、取证情况分析

  填料静密封产品是国家质量监督检验检疫总局列入的特种设备取证产品,主要包括缠绕垫片、复合增强垫片、非金属垫片、金属垫片、柔性石墨垫(板)、模压填料、编制填料等。2010~2011年取得密封件制造许可证书的企业达到245家。2012~2013年取得密封件制造许可证书的企业达到210家,其中有190家生产缠绕垫片、154家生产复合增强垫片、125家生产非金属垫片、73家生产金属垫片、8家生产柔性石墨垫(板)、30家生产模压填料、27家生产编织填料。从取证情况分析目前国内绝大多数生产填料静密封产品的企业主要仍以生产垫片系列产品为主,产品比较单一。目前核电用密封材料的生产企业很少,核电已经成为国家发展的重点,应大力开发,满足国内核电行业发展需要,目前核电系统用密封材料主要依赖进口,国内产品无论在设计、制造还是材料与工艺上,都无法与国外竞争,产品密封性能差,寿命短。核级嵌入式石墨缠绕垫片,目前主要还是采购进口垫片。今后我国密封行业应加快发展核电用密封材料的开发生产,增强我国核电用密封产品的生产能力。

2、检测情况分析

  2.1、检测的总体情况

  目前国家中心检验的填料静密封产品有缠绕垫片、复合增强垫片、非金属垫片、金属垫片、柔性石墨垫(板)、模压填料、编制填料的特种设备型式试验和企业新产品或者变型产品委托检验等检测任务。2013年全年共出具各类检验报告946份,其中,委托检验569份,型式试验(表1~表3中简称“取证”)377份。

  2.2、检验的情况分析

  表1~表3和图1、图2详细列出了近3年(2011~2013年)各类产品检验基本情况表。

  从表1~表3和图1、图2可以很明显的看出近3年(2011~2013年)产品质量出现了明显的下滑趋势,特别是委托检验的7类密封件产品批次合格率全部出现了下滑(如图1所示),下滑最严重的为非金属垫片,产品合格率从2011年的80%下降到2013年的43%,产品质量不容乐观。型式试验产品中的柔性石墨垫(板)下滑趋势也很明显,产品合格率从2011年的80%下降到2013年的50%,由于2013年这类产品型式试验检测批次仅为2批次,数据可能不具有代表性,但是该类产品2013年委托检测的合格率也仅为53%,型式试验与委托检测的数据基本上吻合,这说明柔性石墨垫(板)合格率下降不是个别现象,而是反映了产品的质量趋势。

表1 2011 年检测基本情况

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表2 2012 年检测基本情况

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表3 2013 年检测基本情况

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图1 委托检验产品批次合格率

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图2 型式试验产品批次合格率

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图3 所有检测产品批次合格率

  通过对图1、图2的比较发现,同类产品中委托检测的产品合格率基本上低于型式试验产品合格率,由于委托检测的产品基本上是新产品或者改型产品,这从另一个方面反映,目前密封件新产品质量比传统产品质量差。

  从图3可以看出所有检测的七类产品中2011年产品合格率均高于2013年产品合格率。产品质量成下降趋势,国家应该进一步加强对填料静密封产品质量的监管,否则产品质量将进一步下降。

3、检测结果反映的问题及其原因分析

  从近3年检测的结果分析来看,主要存在金属缠绕垫片压缩率、回弹率、硫含量和热失重等项目不合格。

  3.1、金属缠绕垫片产品的压缩率不达标

  推荐性国家标准GB/T4622.3-2007《缠绕式垫片技术条件》规定,金属缠绕垫片的压缩率指标为18%~30%。2013年共检测垫片599份,压缩率达不到国家标准规定的要求有192份,不合格率约为32%。垫片压缩率过大,在正常安装预紧力下容易造成垫片结构破坏;压缩率过小,使用时需要的初始安装预紧力较大,不易达到密封效果,容易造成跑、冒、滴、漏。

  3.2、垫片产品的回弹率不合格

  垫片的回弹率是垫片卸载至初始载荷时,垫片恢复弹性的能力。垫片的回弹率大,表明垫片的补偿能力强,密封效果好。国家标准GB/T4622.3-2007《缠绕式垫片技术条件》规定,柔性石墨金属缠绕垫片的回弹率不小于17%,聚四氟乙烯金属缠绕垫片的回弹率不小于15%,2013年检测的垫片产品599份,回弹率达不到国家标准规定的要求有90份,不合格率约为15%。检测中有个别柔性石墨金属缠绕垫片产品的回弹率仅为10.2%,个别聚四氟乙烯金属缠绕垫片产品的回弹率仅为10.4%,低于标准要求。另外还有部分填料产品的硫含量和耐温失量有不合格的情况。

  3.3、硫含量不合格

  JB/T7758.2-2005《柔性石墨板技术条件》[6]中规定的柔性石墨板材硫含量≤1200μg/g,2013年测试的少数板材硫含量检测结果达到3220μg/g,全年硫含量不合格率约为5%,这种板材制造的密封制品会对密封法兰产生较强的腐蚀。

  3.4、热失重不合格

  JB/T7758.2-2005《柔性石墨板技术条件》中规定的柔性石墨板材(600℃)热失重≤20%,2013年测试的少数板材热失重检测结果达到30%,全年硫含量不合格率约为2%,这种板材制造的密封制品会在高温密封工况环境下快速失效。

4、总结

  从近年来检测的情况来看,我国填料静密封产品质量状况不容乐观,特别是产品压缩率不达标的情况非常普遍,占检测产品的1/3左右。导致不合格的主要原因是生产企业质量意识不强。只要解决好以下几方面,这些质量问题也就迎刃而解。

  (1)加强质量监督管理,特别是对非金属密封材料集散地市场严格管理,摸底排查,打击假冒伪劣产品,杜绝以次充好的不良行为,净化市场,维护公平竞争;

  (2)提高企业领导质量意识,促进企业重视产品质量,推动企业建立健全质量保证体系,完善各项规章制度;

  (3)鼓励企业进行设备改造、技术更新,加大技术改造力度,使企业树立以质量求生存,以质量促效益的观念;

  (4)加大打击假、冒、伪劣产品的力度,严厉查处无证生产企业,同时积极向用户推荐获证产品的生产企业。

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