真空技术书籍,第二版

3.2.2.1 弹性体密封件

弹性体密封件基本上都具有透气性。气体渗透的整个过程被 称为气体渗透,而且取决于材料、气体类型和环境条件—特 别是温度。此外,弹性体受到出气的影响。在真空兼容的弹 性体中,出气率下降,并且在足够长的排空时间后,渗透占 主导地位,并且具有恒定的环境条件,恒定的气体速率穿过 密封件。渗透和出气取决于扩散。气密性高致使出气慢,导 致渗透气流开始稳定前需要很长时间。该时间可以长达几百 个小时,这通过烘烤的方法可大大缩短。如果真空系统没有 主要气源,例如,由于解吸或泄露,弹性密封件可在很大程 度上决定最终压力。例如:材料 FKM (含氟弹性体)对空气 具有低透气性。对具有 DN 500 ISO-K 公称通径的密封件,湿度为 60% 的大气渗透率大约是 4 · 10-7 Pa · m3/s。因此,在具有 FKM 密封件的真空系统中,大约 1 · 10-8 hPa 的工作 压力很少能实现

如使用得当,弹性体密封件可重复使用多次。它们需要几 N/mm2 的接触力,由于作用在法兰上的大气压力,通过足够大 的 O 型圈已经超过了该值。

由于不良的贮存条件或不当的搬运,弹性体密封件可改变其 性能。必须避免的因素有:UV 辐射、氧、臭氧、高温、水 分、溶剂或过大的变形。 为维护其性能,在贮存过程中,我们推荐以下环境条件:

  • 温度范围:5°C 到 25°C
  • 避免温度波动
  • 湿度:约 65%
  • 阴暗贮存区域或不透光容器
  • 无化学药品的环境

在使用过程中,由于周期性负载、长期在变形状态下使用、 高温或老化,它们会失去一部分弹性。如果它们使用时间过 长,甚至还可以变脆。因此,弹性体密封件必须定期更换。 由于操作条件各不相同,关于耐久性,不可作一般性说明。 如果各操作条件下使用的弹性体没有经验数据,则其使用寿 命可能需要通过实验来确定。

简要说明 基本弹性体 温度范围 [°C] 性能 1) 2)
FKM 含氟弹性体 -15 至 200
  • 最适合于大多数真空应用的密封材料
  • 低透气性
  • 优异的耐高温性
  • 优异的抗老化性
  • 对很多化学制品的耐化学性
  • 一般可达到的工作压力:1 · 10-8 hPa
NBR 丁腈橡胶 -25 至 120
  • 良好的机械性能、抗磨损性高
  • 耐矿物油和液压油、润滑油和气体
  • 良好的气密性
  • 一般可达到的工作压力:1 · 10-7 hPa
CR 氯丁 橡胶 -5 至 120
  • 与 NBR 性能类似
EPDM 三元乙丙橡胶 -50 至 130
  • 耐热水和蒸汽
  • 抗老化和臭氧性很好
  • 优异的抗冷性
  • 抗氧化剂性很好
  • 不抗脂族和芳族烃及矿物油产品
  • 一般可达到的工作压力:1 · 10-7 hPa
VMQ 硅橡胶 -55 至 200
  • 极好的耐高温性,但不可与热水或蒸汽相互转换
  • 优异的抗冷性
  • 相对高的透气性
  • 一般可达到的工作压力: 1 · 10-6 hPa

1) 此信息仅具有警示值,并适用于一般信息。它们应有助于弹性体的选择,但对此并能保证,因为它们不容易适用于实际操作条件。

2) 所示工作压力是以经验为基础,因为它们可以在精心设计的真空系统中实现。 在某些情况下,这些压力值可上升,也可下降。

图 3.4: 弹性体的性能

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