Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

发布日期:2021年03月12日   作者:李彬

Garlock Klozure® 油封产品在冶金、矿山、电力和造纸等行业的重型设备上有广泛的应用,通称为重载油封。这一系列油封的弹性体都采用MILL- RIGHT® 系列的橡胶原材料,其特殊配方极大地改善了橡胶材料的耐磨性和耐腐蚀能力,Garlock为配套的动设备在高速、高冲击、高温等苛刻条件下提供了有效的轴承密封保护方案,显著地延长了轴承的使用寿命,减少了设备维修成本。

1 MILL-RIGHT®橡胶材料

橡胶材料是油封产品最常用的密封材料,油封产品密封性能的好坏,首先取决于橡胶材料的种类和其主要的性能参数指标。目前工业上常用的橡胶材料有丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶和氟橡胶。每种橡胶因为材料的成分不同,其性能参数指标也不一样,即有各自的机械性能和耐介质腐蚀性。通常考量橡胶材料的性能参数有拉伸强度、延伸率、抗撕裂强度、摩擦系数、硬度、机械压缩性、耐磨性、抗热老化性和耐腐蚀性等。根据Garlock Klozure® 重载油封在全球市场的应用经验,对油封密封效果影响最大的参数是橡胶的耐磨性。

为了适应愈加苛刻的动设备应用工况,提供最优的耐磨损性能、最低的摩擦系数、以及优良的耐腐蚀和耐温的性能,Garlock持续研发最优MILL-RIGHT®系列的橡胶材料,以其独特的橡胶配方及混炼技术,使得旗下的各类油封产品均可以应用在不同行业的动设备苛刻应用工况中。

MILL-RIGHT® 橡胶材料对不同种类的材料进行了色差设计,即每种橡胶材料对应一种颜色加以区别:

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

不同颜色的橡胶材料,具体的性能参数汇总如下:

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

▲物理性能对比

MILL-RIGHT® 系列的橡胶材料以及Klozure® 独特的组装式密封结构设计,为重工业领域提供了可靠的动密封解决方案,提高了轴承的使用寿命,增加了设备有效运营时间,减少维修成本。

2 MILL-RIGHT®橡胶材料的性能测试

在重型工业领域中,油封使用寿命主要受到的挑战是来自密封唇口的磨损。Garlock Klozure®凭借研发的优势和长期对业界恶劣工况的追踪及分析,通过材料的持续优化改进,使得MILL-RIGHT® 系列橡胶材料耐磨性远远优于普通的橡胶材料。

以下是MILL-RIGHT®橡胶材料和其它普通橡胶材料耐磨性测试对比,测试的标准为ASTM D4060。

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

▲耐磨性测试

测试设备是泰伯磨耗试验机,试验的过程是将样品做成1000 克的样件垫片,在试验要求的条件进行5000个循环的研磨。根据材料的损失量,计算出磨损指数。该指数表示该材料耐磨性,较低的数值表示耐磨性更好。

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▲测试数据

以上试验所得到的数据,以柱状图表示测试中材料损失量。由此得到橡胶耐磨性的对比得出:

  • MILL-RIGHT® N较比普通NBR提升了73%
  • MILL-RIGHT®ES较比普通HNBR提升了65%
  • MILL-RIGHT® V比较普通FKM提升了97%

MILL-RIGHT® ES和MILL-RIGHT®V比MILL-RIGHT®N具有更高的耐温性、耐磨性和耐化学腐蚀性,被评为“更好”和“最佳”的橡胶材料,在很多高温、高速的工况下显现出很好的性能

MILL-RIGHT® ES和MILL-RIGHT® N有更优秀耐低温性能,可以应用在零下40℃的工况,因此在很多寒冷地区得到广泛的应用。

3 Garlock重载油封应用案例

Garlock Klozure®的MILL-RIGHT® 系列材料以其优秀的耐磨性和其它良好的物理性能在重工业的各种动设备上得到广泛的应用。以下是在矿山、冶金、火电造纸设备的相关重载油封的应用场景。

➤ 矿山设备——矿用自卸车的电动轮

在实际的运行中,矿车在野外矿山的场合行驶,并且在雨天、风沙、灰尘严重的条件下工作;同时,矿车装载着大吨位矿石,由此带来的重载冲击、跳动大、周围布满粉尘等恶劣的环境因素都对矿车上使用的密封形成苛刻的工况,因此需要一款柔性的重载油封保护电动轮内部的部件不受粉尘的影响。在此工况中使用了Garlock提供的64型矿车专用油封,以其优良的耐磨性延长了使用寿命。在矿用自卸车电动轮市场上,矿用64型油封在近半个世纪来的卓越性能表现赢得了客户的信赖和认可。

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

➤ 冶金设备——冷热轧机的轧辊

冶金工业的轧机设备是最重要的工艺设备之一,直接决定着产品质量的优良。轧机设备的密封也直接影响着设备是否能正常运行。轧机的密封通常受到如下两种挑战:

1. 油封在轧辊轧制的过程中,承受因为轧制带来的载荷冲击和径向跳动。

2. 由于受到安装工艺的限制,在轧辊安装的过程中,油封容易因为不对中的原因出现翻唇的现象,导致轴承座的密封处直接漏油。

鉴于以上的工况,Garlock提供了防止翻唇的59型重载油封,极大减少设备的维修频率。

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

➤ 火电设备——磨煤机的轧辊

磨煤机主要的功用是火力发电厂为了使煤可以充分燃烧以提高煤的热值而有的设备。在实际的运行工况中,磨辊油封外部环境充满着煤粉(颗粒直径75µm)和空气混合物,在持续运行时需承受高温和冲击载荷,此工况对油封的各项性能,特别是耐磨性带来了严苛的挑战。

Garlock针对这一特殊工况,设计了纤维加强骨架的26型重载油封,通过高性能的橡胶材料和独特的产品结构设计,完美地解决了因为高温、粉尘和重载而带来的各种问题。Klozure® 油封表现优异,深受磨煤机设备厂家信赖并已列入知名设备厂的设计规范。

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

➤ 造纸设备——制纸机械的压辊

制纸机械是在纸浆到成品纸张的工艺流程中使用的设备,实际的运行工况中,该设备中的油封长期处于湿度大的环境中。因为大量的介质溶液和初步成型的纸浆都有磨蚀性,使得油封的性能和寿命受到极大影响,油封过早的泄露导致轴承由于污染而过早失效。另外纸机的高速运转(一般大于3000RPM)和辊子带来的不平衡载荷都需要一款可以承受高速、高跳动的重载油封来应对。Garlock推出纸机专用的64型油封,完美地解决了这些挑战带来的隐患。

Garlock橡胶技术在重载油封中的应用

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