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介質(zhì)對密封性能的影響
對于接觸型密封,由于靜態(tài)壓縮應(yīng)力,密封件密封摩擦過程中的周期載荷,艱及具有化學和物理化學活性的密封介質(zhì)的侵蝕作用,對密封材料性能隨時間的穩(wěn)定性的提出了較高的要求,限制了接觸型密封元件的使用條件。(高溫水泵)在大多數(shù)情況下,應(yīng)綜合考慮上述因素的作用,以確定密封的使用條件。
密封材料與密封介質(zhì)的相互作用,通常伴隨著緩慢的化學反應(yīng)過程,如腐蝕或氧化過程、擴散及吸附等。其結(jié)果使密封件發(fā)生老化——密封材料由于密封介質(zhì)的物理化學作用及使用條件(摩擦、加熱、靜載荷)的影響而產(chǎn)生不可逆變化,同時使用性能也會發(fā)生惡化,可用下列方程評價密封材料的老化程度:
(1-11)
式中 R——引起老化的反應(yīng)速度常數(shù);
K——與材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù);
U——活化能;
E——反應(yīng)能;E=RT;
R——通用氣體常數(shù);
T——溫度;
τ——時間;
A0和x——zui初和zui后介質(zhì)的濃度。
上式還可以變換為下述方程:
(1-12)
式中 S0,S——材料的初始工作能力和τ時刻的工作能力;
K’——與作用的物質(zhì)濃度和性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。
因此,在介質(zhì)作用下,密封材料的工作能力隨時間指數(shù)關(guān)系減少,而與工作能力對應(yīng)的密封使用壽命則按對數(shù)關(guān)系減少,并與溫度成反比。在金屬密封件老化的同時,伴隨著腐蝕過程的情況下,也適用于式(1-12)。在密封介質(zhì)作用下,彈性和塑性材料會發(fā)生物理——化學變化,即老化和體積的改變。
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