为快速接头选择合适的密封圈材料

choosing the right seal ring materials

在流体传输系统中,快速接头在确保高效、无泄漏的连接方面发挥着关键作用。 这些快速接头的一个关键部件是密封圈,它确保紧密密封并防止泄漏。 选择合适的密封圈材料对于快速接头的性能和寿命至关重要。 在这篇博文中,我们将深入探讨快速接头中使用的各种密封圈材料及其各自的优点。

密封圈的重要性

密封圈对于维持快速接头的完整性至关重要。 它们形成一道屏障,防止液体逸出和污染物进入系统。 合适的密封圈材料可以增强快速接头的耐用性、耐化学性和耐温性,使其适用于广泛的应用。

快速接头中的垫圈和密封圈
快速接头中的垫圈和密封圈

常见密封圈材料

丁腈橡胶密封圈
丁腈橡胶(NBR)密封圈

1.丁腈橡胶(NBR)

丁腈橡胶 (NBR),也称为 Buna-N 或丙烯腈丁二烯橡胶,是丙烯腈 (ACN) 和丁二烯的合成橡胶共聚物。 它因其出色的耐油、耐燃料和其他化学品性能而闻名,使其成为各种工业应用中的广泛材料。

丁腈橡胶(NBR)的特性

  • 耐油、耐化学性:NBR 对石油基油和燃料以及许多其他化学品具有很强的抵抗力。 这使其成为接触此类物质的应用的理想选择。
  • 温度范围:NBR 通常可以在 -40°C 至 120°C (-40°F 至 248°F) 的温度范围内运行。 一些特殊等级甚至能够承受更高的温度。
  • 耐磨性:NBR 具有良好的耐磨性,这有助于其在苛刻的应用中保持耐用性。
  • 柔韧性和弹性:尽管 NBR 具有强度和抵抗力,但它仍保持了良好的柔韧性和弹性,这对于密封应用至关重要。
  • 防水性:NBR 还具有良好的防水性,这使其可用于各种密封和垫圈应用。

快速接头中的丁腈橡胶 (NBR)

丁腈橡胶(NBR)是大多数快速接头使用的密封材料。 流经大多数液压快速接头的流体是液压油。 丁腈橡胶可用于这些应用。 与其他密封材料相比,丁腈橡胶相对便宜,且耐磨性更好。 因此,丁腈橡胶是大多数快速接头密封材料的首选。 大多数快速接头,在客户没有特殊要求时,几乎都默认采用丁腈密封。

变体和等级

NBR 可以配制成不同等级以适应特定的应用。 丙烯腈含量的变化可以调整耐油性和柔韧性之间的平衡。 丙烯腈含量越高,耐油性越强,但柔韧性越差;丙烯腈含量越低,柔韧性越强,但耐油性越差。

NBR 的局限性

尽管 NBR 具有许多优点,但它也有一些局限性:

  • 抗臭氧和紫外线:NBR 本身并不抗臭氧和紫外线,因此当暴露于室外环境时,其性能会随着时间的推移而降解。 对于快速接头来说,这通常不是一个大问题。 因为密封圈一般安装在快速接头的内部。 但这对密封圈的保存提出了一些要求。 请勿将密封件存放在容易受到阳光直射的地方。 同时适用于室外使用的液压设备。 当快速接头断开时,最好用防尘盖保护住快速接头。 对于封条也有一定的保护作用。
  • 极端温度:尽管 NBR 具有良好的温度范围,但与硅树脂或氟碳等其他弹性体相比,它不适合极高或极低的温度。 温度是选择快速接头不同密封材料的一个特别重要的因素。 当使用温度超过100℃时,我们通常采用FKM来代替NBR材料。

丁腈橡胶 (NBR) 是一种用途广泛且可靠的材料,广泛用于对油、燃料和化学品的抵抗至关重要的行业。 其平衡的性能使其成为许多行业中使用的大多数快速接头的理想选择。 通过了解它的优势和局限性,您可以更好地理解为什么 NBR 成为密封件、垫圈、软管等的热门选择。

FKM密封圈
FKM密封圈

2.Viton® (FKM)

FKM 是一种被称为氟弹性体的合成橡胶。 这种材料的特点是具有很强的耐化学性、耐热性和耐油性,适合要求苛刻的应用。Viton® 是 FKM 的一个品牌名称,由杜邦公司(现隶属于科慕公司)专门生产。 它是最受认可和最广泛使用的氟橡胶品牌之一。

FKM 的性质

  • 耐化学性:对多种化学物质具有优异的抵抗力,包括碳氢化合物、酸、碱和溶剂。 在大多数不锈钢快速接头中,我们通常选择FKM密封件。 因为不锈钢快速接头通常用于输送腐蚀性液体的场合。 FKM 对大多数化学液体具有耐腐蚀性。 大多数情况下,客户不会因为购买了错误的快速接头密封材料而出现泄漏。
  • 温度范围:可承受-20°C至200°C(-4°F至392°F)的温度,在某些配方中甚至更高。 通常当快速接头的实际工作温度超过100℃时,我们会建议客户采用FKM材质的密封件。 例如对于一些高压液压工具的快速接头,我们会帮助客户将原来的NBR密封件更换为FKM。 对于蒸汽灭菌行业使用的快速接头,我们将用FKM密封件代替。
  • 耐用性:具有很强的抗臭氧、耐风化和耐老化性能,可延长其在恶劣环境下的使用寿命。 与NBR相比,FKM的性能更加稳定。 因此,在某些应用中,客户更喜欢使用 FKM。
  • 机械性能:良好的机械强度和柔韧性,在高压和动态条件下保持性能。

FKM 在快速接头中的应用

  • 汽车工业用于密封件、O 形圈和垫圈。
  • 航空航天工业用于燃油系统和液压系统。
  • 用于处理腐蚀性化学品的设备的化学处理。
  • 石油和天然气工业,用于密封暴露于原油和其他腐蚀性物质的部件。

在大多数这些应用中,FKM密封件与不锈钢材料一起使用,从而确保快速接头在这些恶劣的环境中具有非常稳定的性能。

Viton®

Viton® 是 FKM 的品牌名称,由杜邦公司(现隶属于科慕公司)专门生产。 它是最受认可和最广泛使用的氟橡胶品牌之一。

  • 品牌保证:作为品牌产品,Viton® 以始终如一的质量和性能而闻名,符合严格的行业标准。
  • 化学兼容性:Viton® 对多种化学物质具有优异的抵抗力,包括腐蚀性燃料和酸。
  • 温度稳定性:在极端温度下能有效运行,保持弹性和机械性能。
  • Viton® 的等级:Viton® 有多种等级,可根据特定用途定制。
EPDM密封圈
EPDM密封圈

3.EPDM(乙烯丙烯二烯单体)

EPDM(乙烯丙烯二烯单体)是一种合成橡胶,由于其优异的性能和多功能性而广泛用作密封材料。 EPDM具有良好的耐水性和耐蒸汽性,适用于食品工业,可以与食物接触而不会污染。 我们大量客户应用于食品行业,可以通过水,蒸汽等应用。

EPDM 的特性

  • 耐候性和耐臭氧性:EPDM 具有出色的耐臭氧性、耐紫外线性和耐候性。 这使得它非常适合担心暴露在自然环境中的户外应用。
  • 温度范围:它可以在-50°C至150°C(-58°F至302°F)的温度范围内有效运行,适用于低温和高温环境。
  • 防水防蒸汽:EPDM 具有出色的防水防蒸汽性能,非常适合涉及水基流体和蒸汽系统的应用。
  • 耐化学性:对多种化学物质具有良好的抵抗力,包括许多酸、碱和极性溶剂。 但是,它不耐碳氢化合物、油和燃料。
  • 柔韧性和弹性:EPDM 以其出色的柔韧性和弹性而闻名,这有助于在各种机械应力和运动下保持可靠的密封。
  • 电绝缘:EPDM 是一种良好的电绝缘体,在需要非导电材料的应用中具有优势。

EPDM 在快速接头中的应用

  • HVAC 系统:由于其耐高温和耐蒸汽和防水性能,它通常用于 HVAC 系统中以密封管道和作为绝缘材料。 空调器中使用的快速接头通常采用这种密封材料——EPDM。 国内品牌如美的、格力等都会采用含有该材质的快速接头。
  • 汽车工业:EPDM因其耐用性和耐极端天气和温度的能力而用于车辆的挡风雨条、密封件和垫圈。 据说有些汽车排水系统用的快速接头就是用这种材质的。 但该类快速接头通常不是金属材料。 所以我们从来没有接触过它。 该快速接头的材质是塑料或者尼龙。 这超出了我们的生产能力。
  • 水和废水系统:EPDM密封件因其耐水和各种清洁剂的特性而用于管道和废水系统。 我们的一些东南亚客户在其家庭供水系统中使用黄铜或不锈钢快速接头,他们需要这种类型的密封材料。
  • 工业应用:在工业环境中,EPDM 用于需要承受水、蒸汽和各种化学物质的密封件、垫圈和软管。

EPDM 的优点

  • 寿命长:EPDM密封件具有优异的耐候性和耐老化性,即使在恶劣的环境条件下也具有较长的使用寿命。
  • 高性价比:EPDM通常比其他高性能密封材料更实惠,为许多密封应用提供了更具有性价比的解决方案。
  • 多功能性:该材料的多种特性使其适用于不同行业的多种应用。

EPDM 的局限性

  • 碳氢化合物敏感性:EPDM 不耐碳氢化合物、油和燃料。 对于涉及这些物质的应用,其他材料如 NBR 或 FKM 可能更为合适。 因此我们不会采用EPDM作为常见快速接头的默认密封材料。 对于大多数不锈钢快速接头,我们通常使用FKM作为默认密封材料。 只有当客户知道EPDM可用于他们的环境中时,我们才会根据客户要求改用EPDM材料。 事实上,在很多应用场景中,例如蒸汽、水等环境中,EPDM的表现都更为出色。 这是为了防止客户在不适当的环境中使用带有 EPDM 密封件的快速接头。 相对而言,FKM的应用范围更为广泛。
  • 机械强度:虽然 EPDM 具有良好的柔韧性和弹性,但它可能无法提供与其他一些弹性体相同水平的机械强度,这在高应力应用中可能需要考虑。

EPDM 是一种用途广泛且可靠的密封材料,以其出色的耐候性、耐臭氧性、耐水性和耐蒸汽性而闻名。 它具有广泛的温度范围和耐化学性(不包括碳氢化合物),适用于从汽车和暖通空调系统到工业和建筑用途的各种应用。 在快速接头行业,由于快速接头在液压系统中很容易被客户使用。 因此我们通常不采用EPDM作为快速接头产品的默认密封材料。 当客户需要使用此种密封圈(EPDM)时,需要向我们发送要求。 在我们的网上商店,通常无法购买配备此类密封圈材料(EPDM)的快速接头。 如果您所需要的快速连接器需要安装在通过水或蒸汽的应用中,EPDM将是一种很好的替代密封材料。 可延长使用寿命。

快速接头用 PTFE 垫圈
快速接头用 PTFE 垫圈

PTFE(聚四氟乙烯)

聚四氟乙烯 (PTFE) 是一种高性能合成氟聚合物,因其出色的耐化学性、不粘性和耐高温性而闻名。 在快速接头中,PTFE 通常用于垫圈。 它们与由 NBR 或 FKM 或 EPDM 材料制成的密封圈一起使用。 以下是对 PTFE 的深入了解:

Seal Ring

PTFE 的特性

  • 耐化学性:PTFE 对多种化学物质(包括酸、碱和溶剂)几乎完全惰性。 这种出色的耐化学性使其非常适合在腐蚀性化学环境中使用。
  • 耐高温性:PTFE 可承受 -200°C 至 260°C (-328°F 至 500°F) 的温度范围,适用于低温和高温应用。
  • 不粘特性:PTFE 的摩擦系数非常低,这使其具有优异的不粘特性。 这就是为什么 PTFE 经常被用作炊具和其他不希望粘连的表面涂层的原因。
  • 电绝缘:PTFE 是一种优异的电绝缘体,在很宽的温度和频率范围内能保持其绝缘性能。
  • 吸水率低:PTFE 具有很强的疏水性,这意味着它排斥水并且不吸收水分。 这使得它适合于防水性至关重要的应用。
  • 机械性能:PTFE 具有良好的机械强度,尽管它比其他一些工程塑料更软。 它可以用玻璃或碳等填料进行增强,以增强其机械性能。

PTFE 的优点

  • 惰性:由于其化学惰性,PTFE 适合与几乎任何化学物质一起使用。
  • 温度范围:PTFE 能够承受极低和极高的温度,这使其能够适用于许多不同的环境。
  • 低摩擦:其不粘特性导致低摩擦,从而可以减少运动部件的磨损和能耗。
  • 电绝缘:PTFE 的优异绝缘性能使其在电气和电子应用中具有重要价值。
  • 疏水性:其抗吸水性增强了其在潮湿环境中的耐用性。

PTFE 的局限性

  • 机械强度:虽然 PTFE 具有良好的机械性能,但与其他一些工程塑料相比,它更软,在负载下更容易变形。
  • 磨损和蠕变:PTFE 在机械应力下会出现磨损和蠕变,尤其是在高温下。 使用填料增强可以在一定程度上缓解这种情况。
  • 成本:PTFE 比其他塑料更贵,这在对成本敏感的应用中可能需要考虑。

PTFE 是一种用途广泛且极具价值的材料,以其出色的耐化学性、耐高温性和不粘特性而闻名。 其独特的特性使其成为从化学加工和电气绝缘到医疗设备和食品加工等广泛行业中不可或缺的一部分。 在快速接头中,我们通常采用PTFE材料作为垫圈。 然后将它们与其他材料(NBR,FKM等)制成的密封圈一起使用。 垫片主要起静密封作用。 也就是保证连接状态下的密封性。 并能防止快速接头连接过程中密封圈的位移。

4.硅橡胶

硅橡胶是一种用途广泛、应用广泛的合成弹性体,以其优异的耐高温性、柔韧性和耐用性而闻名。 它对许多化学物质有很好的抵抗力,包括水、氧化剂和一些酸和碱。 但它不适合与大多数浓缩溶剂、油和燃料一起使用。 因此快速接头产品中通常不采用硅橡胶。 但在一些特殊的应用场景下,客户可能会要求将我们通常使用的密封圈材料更换为这种硅橡胶。

生物相容性

硅橡胶无毒且具有生物相容性,可以用于医疗和食品相关的应用。 这就是我们收到一些客户要求改用硅橡胶的原因之一。 因为在食品工业中,虽然EPDM也会与食品接触,但是硅橡胶对于食品来说显然是更加安全的。 一些饮料制造商会需要使用硅橡胶密封圈定制的快速连接器。

选择合适的材料

选择合适的密封圈材料需要考虑几个因素:

化学兼容性

确保密封圈材料与其接触的流体和化学物质兼容。 这可以防止性能下降并延长快速接头的使用寿命。

温度范围

考虑应用程序的工作温度范围。 材料应在此范围内保持其性质和性能。

环境因素

评估环境条件,例如暴露于紫外线、臭氧和风化。 选择一种能够承受这些因素而不会变质的材料。

机械性能

评估机械要求,包括柔韧性、硬度和压缩变形。 该材料应在不同的压力和运动下提供可靠的密封。

结论

大部分液压快速接头采用NBR作为密封圈材料,采用PTFE作为垫片。 它们通常一起安装在快速接头内的凹槽内。 当快速接头连接时,密封圈将承担大部分的密封工作。 一旦连接,垫圈将提供更多的密封作用。FKM 经常被用作另一种选择。 特别是在不锈钢或黄铜快速接头中,黄铜或不锈钢快速接头可能会通过一些不同的流体(液压油)。 或者工作温度可能高于100˚C。 因此FKM是适应使用环境的默认密封材料。 通常根据客户要求安装EPDM作为密封材料。

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