
化工泵输送的介质千差万别,从强酸、强碱、有机溶剂到高粘度浆料,且常伴有高温、高压和腐蚀性气体环境。因此,其密封圈(包括机械密封中的O形圈、V形圈、楔形圈,以及泵体静密封垫片)的材料选择,是决定泵可靠性、寿命和工厂安全运行的核心因素。选材必须基于对介质和工况的精确分析。
选材的核心原则: 化学兼容性优先,兼顾温度、压力与机械性能。
常用材料及其适用场景:
全氟醚橡胶(FFKM):
性能: “弹性体之王”。几乎耐受所有化学品,包括浓硫酸、发烟硝酸、强碱、有机溶剂、氧化剂等。耐温范围广(-20°C至280°C+)。极低的溶胀率和析出物。
应用: 处理最苛刻、最复杂、混合性或未知化学介质的首选。用于机械密封的次级密封(O形圈)、阀座等关键部位。成本最高,但能解决其他材料无法应对的难题。
氟橡胶(FKM,Viton®为代表):
性能: 优异的耐高温(至200°C+)、耐油、耐多数矿物酸和烃类溶剂。但对低分子酯类、酮类、强碱(如热浓氢氧化钠)、胺类和过热蒸汽的耐受性较差。
应用: 化工泵中最常用的高性能弹性体之一。适用于广泛的酸性介质、油类及一般化学品。是FFKM的经济性替代方案,用于非极端腐蚀工况。
三元乙丙橡胶(EPDM):
性能: 优异的耐热水、水蒸气、稀酸、稀碱、醇类和极性溶剂(如酮、酯性能反而差)。不耐油和烃类溶剂。耐臭氧和耐候性极佳。
应用: 广泛应用于输送热水、冷却水、碱性介质、弱酸性介质及部分极性化学品的泵中。是性价比很高的选择。
丁腈橡胶(NBR):
性能: 良好的耐油性(矿物油、植物油)、耐磨性和气密性。成本低。但不耐臭氧、强氧化剂、酮类、酯类和氯化烃。耐温一般(约120°C)。
应用: 主要用于输送油类、非极性溶剂及非腐蚀性流体的低成本化工泵或油泵。
聚四氟乙烯(PTFE)及其复合材料:
性能: 最佳的化学惰性,耐几乎所有化学品。极低的摩擦系数,耐温范围宽(-200°C至260°C)。但缺乏弹性,有冷流性。
应用:
纯PTFE: 用作静密封垫片、填料环。
填充PTFE(如加玻纤、碳纤维、青铜): 用于制作机械密封的摩擦副(动静环)、V形圈或用作弹簧增能密封的壳体,改善其耐磨、抗压和导热性。
膨体PTFE(ePTFE): 用于制作柔韧的垫片和填料。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE):
性能: 卓越的耐磨性、耐冲击性和自润滑性。耐多种化学品(不耐强氧化性酸),但耐温较低(约80°C)。
应用: 主要用于输送含磨损性颗粒的浆料泵的衬里、耐磨环或密封件。
选材流程建议:
列出完整的介质成分、浓度、温度和压力。
查阅权威的化学品兼容性表(如制造商提供的详细图表),进行初步筛选。
考虑动态/静态密封要求: 动态密封需额外关注材料的摩擦系数、耐磨性和弹性回复能力。
成本权衡: 在满足性能要求的前提下,选择最具经济性的材料。对于关键设备或风险高的介质,应优先考虑可靠性(如选用FFKM)。
必要时进行实物浸泡试验,以验证长期兼容性。
