以天然石墨为基材,经过筛选、酸化、膨胀等工序加工,制成柔性石墨。用这样一种材料可以制成流体密封环等密封配件。由于这种密封填料拥有非常良好的密封效果,因此很快被认定是一种有发展前途的密封材料。但是,这种密封填料既有优点,也有缺陷,其突出缺陷是强度低、易折断。故须预制成标准的环或垫片才能装配使用。
因此,使它的应用场景范围有一定的局限性。为了充分的发挥这样一种材料在流体密封方面的及其重要的作用,可将它与其它纤维材料来复合,制成绳状编织结构,以提高其强度,经反复弯曲而不致断裂。使用时可以依据填料箱的规格尺寸,随意选择适宜的绳状石墨密封填料。这种编织结构的密封填料,不但应用方便,且技术性能也有所提高,从而进一步拓宽了其应用范围。
这种密封填料的主体材枓是柔性石墨,为了提髙强度,可与无机或有机纤维进行复合,其耐高温(450~1000℃)和耐超低温(-250℃)的特性仍能保持不变。在乏氧的情况下,即使超过1000℃,柔性石墨也不会变质,不会产生脱水、老化、熔融、分解、粘流、汽化等现象,但在有氧的情况下,超过450℃,就会产生氧化反应,柔性石墨将生成CO或CO2气体。
在超低温(-250℃)的情况下,柔性石墨不会变硬、变脆,仍能保持其弹性,自润滑性及密封性能。
石墨是化学稳定性较强的材料,对一般酸、碱、盐及有机溶剂都不可能会发生化学反应。
柔性石墨具备比较好的压缩回弹性能。其原因是在柔性石墨粒子内存在着封闭和半封闭的微小气孔,在承受压力时,必然会产生弹性和塑性变形。弹、塑性变形有利于密封部位的良好吻合,对偶件表面粗糙不平处拥有非常良好的补偿作用。同时,这样一种材料还拥有非常良好的回弹性,这样,工作状态下始终保持“恒定”有效的密封比压,能对流体长时间有效地密封,从而延长了使用寿命。
表1中是这种密封填料压缩回弹的数据,由此能够看出,柔性石墨密封填料在不同压力下,其塑性变形,从第—次的32.4%到第四次降为0;而回弹率却由16%上升到100%,从而说明了与其它同类型产品的区别。这一特性使其在高温、高压工况条件下,能够长期起到阻止流体泄漏的作用。
石墨拥有非常良好的热传导性能,故以石墨为主体材料制造成的编织密封材料,同样拥有非常良好的导热性能。石墨的导热系数为119kcal/mhc,而普通采用的石棉密封填料的导热系数仅为0.2kcal/mhc。因此,这种密封填料应用于高速运转的密封部位,能将所产生的摩擦热及时导出,避免由于蓄热升温,烧坏密封填料。
同时,石墨拥有非常良好的自润滑性。应用于髙速、髙压运转的密封部位,能够大大减少对偶件的磨损、延长常规使用的寿命、降低阻力矩、减少能源消耗。
这种密封填料的抗住压力的强度可达20MPa,比纯柔性石墨提高了34倍。并且,在应用过程中,不易被折断、碰伤和损坏,由于该种密封填料是编织结构,因此拥有非常良好的柔性与各方向变形填充的性能。这样使给实际使用操作带来非常大的便利。又因具有较好的可塑性,填料断面规格尺寸与填料箱的规格尺寸的配合,不像纯柔性石墨环要求的那样严格,即使相差10%15%,也可以装配使用,因为能靠它的弹、塑牲变形加以补偿。
总之,这种密封填料,按其技术性能及实际应用效果来看,是一种具有广阔发展前途的新型密封材枓。
尤其是目前世界发达国家逐渐禁止生产、使用以石棉为主体材料制造成的密封填枓,用这种填料取代石棉填料,从实际取代效果,保护人身健康,经济效益等方面考虑,都具有深远意义。