在密封端面接觸和摩擦正常時(shí),能夠進(jìn)入密封端面的固體雜質(zhì)都是極細微的,也容易被密封水沖走,因此,對密封泄漏沒(méi)有什么影響。較大固體顆粒進(jìn)入密封端面,造成磨損加劇的情況,都是在密封工作不正常時(shí)發(fā)生的。大體分為以下幾種情況:
(1)在停機或檢修后,試車(chē)初期,由于管路較臟或密封水質(zhì)不好,固體雜質(zhì)容易進(jìn)入密封端面。因此,機械密封摩擦面磨損較快。
(2)雙端面機械密封在密封水壓力波動(dòng),甚至低于泵、機內壓力時(shí),泵體內帶有雜質(zhì)的化工介質(zhì)從內端面進(jìn)入密封室,部分雜質(zhì)存留在密封端面上,造成磨損加劇,單端面內裝機械密封,由于介質(zhì)壓力波動(dòng),密封端面進(jìn)入雜質(zhì)的可能性較雙端面小得多,相對壽命較長(cháng)。
(3)由于種種原因雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。過(guò)氧機械密封端面早期嚴重磨損,從磨損機理來(lái)看,主要是顆粒磨損,粘著(zhù)磨損只有在個(gè)別情況下才能發(fā)生,因此,我們只討論顆粒磨損。過(guò)氧顆粒磨損速率是很高的,大大降低了機械密封的使用壽命。顆粒磨損不僅使軟密封環(huán)(石墨環(huán))摩損,而且使硬密封環(huán)(主要是硬質(zhì)合金動(dòng)環(huán))磨損,顆粒磨損表面有明顯的大致規則的刻痕和溝槽。顆粒磨損的實(shí)質(zhì)是硬的顆粒在垂直分力作用下,刺入摩擦面,而在切向分力作用下作相對運動(dòng),從而使摩擦表面進(jìn)行微切削和犁皺的過(guò)程。顆粒磨損不僅與材料的硬度和端面比壓有關(guān),而且和材料的顯微組織、試驗溫度、載荷性質(zhì)和應力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。
相比之下,由于技術(shù)的落后,國產(chǎn)密封件產(chǎn)品只能努力在中低端市場(chǎng)分上一杯羹。不僅如此,步履蹣跚的民族企業(yè)還要夾縫求存。一方面,外資企業(yè)大舉進(jìn)攻市場(chǎng),民族企業(yè)受到的打壓非常嚴重;另一方面,外資企業(yè)利用了主機合資的優(yōu)勢,設置壁壘d制民族企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)入,阻擾我國民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
美國派克公司在上海埔東投資興建PU密封件生產(chǎn)廠(chǎng)并擬建PTFE密封件生產(chǎn)基地。韓國、日本等獨資企業(yè)紛紛在大陸設廠(chǎng),一路攻城掠地。與此同時(shí),國內主機行業(yè)為了提高自己的產(chǎn)品水平,正在朝著(zhù)采購進(jìn)口配件的趨勢蔓延。特別是汽車(chē)行業(yè)配套的橡膠密封件,市場(chǎng)基本上被外資企業(yè)的產(chǎn)品所壟斷。由此,雙面打壓下,民族密封產(chǎn)業(yè)的困境可見(jiàn)一斑。青島基珀密封工業(yè)有限公司的前身是原機械部下屬的密封件生產(chǎn)廠(chǎng)家,早在上世紀七十年代成立,至今已有30多年的歷史了,當時(shí)是為了滿(mǎn)足農業(yè)大省山東的農機配套設立的。隨著(zhù)機械制造業(yè)的技術(shù)不斷進(jìn)步,其產(chǎn)品已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足需求,在上世紀末的合資大潮中與日本合資。然而,拿市場(chǎng)換技術(shù)的初衷并沒(méi)有實(shí)現,外方只是將淘汰的技術(shù)和污染環(huán)境的產(chǎn)品訂單在中國生產(chǎn)。
我國在密封領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力、密封產(chǎn)品的技術(shù)水平還落后于世界先進(jìn)發(fā)達國家,特別是美、日、德等國家,因此我們應緊緊圍繞國家急需并結合自身優(yōu)勢從基礎研究和應用研究?jì)煞矫鎭?lái)開(kāi)展研發(fā)工作,以圖在較短的時(shí)問(wèn)里盡快提升研發(fā)水平,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的高新產(chǎn)品,解決所涉及的國計民生關(guān)鍵問(wèn)題。
(1)密封材料:從分子層面研究在不同操作工況、不同密封介質(zhì)條件下,密封的低摩擦、高耐磨和低/零泄漏率之間的本質(zhì)關(guān)系及協(xié)調性,研究材料的微組分、制造加工及表面處理工藝對密封性能的影響,深層次開(kāi)展密封材料設計,研發(fā)綠色環(huán)保密封材料。
(2)密封結構:對密封的失效本質(zhì)進(jìn)行跨尺度研究,以現代數值模擬結合試驗結果指導結構設計,實(shí)現密封的高穩定性、高可靠性、強追隨能力和優(yōu)良密封性。應特別關(guān)注表面的織構化、表面微納形貌化及其與摩擦界面變形之間的協(xié)同效應,對密封進(jìn)行熱、流、固耦合研究??梢灶A料,摩擦對耦面的表面織構化和細微形貌化不僅將g效改善機械密封端面潤滑狀態(tài),增加升舉能力,減少接觸,降低磨損,而且是實(shí)現零泄漏的z有效途徑之一。
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