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耐火陶瓷纤维的替代对策3:高温用HRS垫片

耐火陶瓷纤维的替代对策3:高温用HRS垫片 华尔卡密封件
2024-01-15
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导读:在前一期“RCF替代品 BSF(下)”中,我们提到N314使用新的BSF纤维后,仍然存在两个课题有待

    在前一期“RCF替代品 BSF(下)”中,我们提到N314使用新的BSF纤维后,仍然存在两个课题有待解决。

    第一,是以往所有织物垫片都不能避免的密封性不足问题,因为垫片主体是由纤维编织而成,内部并非致密状态,即使涂布胶水并增加石墨处理后,也会因为老化导致中长期密封性不稳定,因此只能用于低压并允许有少量泄漏的场合;第二,生物体溶解性纤维BSF的耐热性不如RCF,不能在1000℃以上的场合使用,导致在1000~1200℃场合使用的RCF垫片替代课题未能完成。

    为解决上述课题,华尔卡开发了密封性比织物垫片大幅提高,同时又可以在最高1200℃使用的板状垫片No.HRS(Heat Resist Sheet),解决了超高温、低压用途领域的密封课题。

本期内容,我们在以下方面对HRS垫片进行介绍。


01

构成

    HRS是由白色的无机质材料在不锈钢薄板(厚度0.05mm)的两面粘贴而成。


02

特点

与以外的涂胶织物(玻璃纤维、陶瓷纤维)垫片相比,密封性大幅提高,可有效降低燃烧气体中包含的NOX和SOX等环境污染物质的排放。
将橡胶粘合剂等有机成分的含量降低到了极限,并使用了耐热性优异的无机纤维,因此最高可在1200℃下使用。
与涂胶织物密封垫片相比,粘结在法兰上的情况较少,容易清扫。


03

用途

    适合用作机器检修孔和排气风管等温度超高、内压低,同时法兰强度也低,不能承受高紧固力的部位。此外,还可作为燃油炉和高温送风装置、热回收管线的检修门的密封材料使用。

    其密封性比以往的涂胶密封垫片有了很大的提高,但与无石棉垫片等相比,泄漏量还是更多一些,因此使用时还需要注意。


04

设计资料

■使用范围■ 


■制作尺寸■

    备有厚度1.5mm、3.0mm的板材,可以加工成各种形状。最大宽幅为900mm,完整制造的最大外尺寸为900mm,超过900mm采用燕尾槽拼接方式制作,同时在拼接处涂抹密封膏一起使用。


■设计基准■

注(1):推荐紧固面压是在不考虑流体压力,一般条件下的必要的紧固面压,是有关垫片接触面积的面压。


05

特性评价

HRS垫片

VS

N314垫片


■常温密封性测试■

    

    与以往的涂胶织布垫片相比,泄漏量下降到百分之一以下,密封性大幅提升。此外,即使紧固面压低于20MPa,泄漏量也很少,使用在法兰强度低而不能承受紧固力的部位,也能得到良好的密封性。


■热循环密封性测试■

高温热循环密封特性的评价,是将密封垫片紧固到法兰上,反复进行加热、冷却,对冷却后的常温密封性进行测试。



    与以往的涂胶织物垫片相比,HRS垫片加热后泄漏量也非常少,即使增加循环次数,也能保持高密封性。


■拼接垫片的密封性测试■

    HRS的最大板幅为900mm,但是通过燕尾槽进行拼接,就可以应对超过900mm的规格,这样的使用场景也很常见,因此需要对拼接处的密封性进行评估。

分别对①不拼接、②有拼接且不涂抹密封膏,以及③有拼接但涂抹密封膏三种情况进行测试。




结果表明,①不拼接的垫片和②有拼接的垫片相比,泄漏量有轻微差异,而③有拼接但涂抹了密封膏的情况下,泄漏量完全和①不拼接是一样的,说明燕尾槽拼接垫片可以保证密封性,同时为了更安全地使用,建议在燕尾槽拼接处涂抹密封膏No.6M。


■耐热性■

    分别将HRS材料置于1000℃、1200℃的空气中加热后,再对HRS的形状保持性进行评估。



    对试验前后的外观进行比较,HRS在高温加热后,并没有发生形状变化或粉末化,仍然保持了原有形状,因此在高温下使用时,也不需要担心垫片强度下降,受内压作用损坏。


■法兰粘结性■

    在超高温环境下,密封垫片常常会牢牢粘结在法兰上,拆卸时费时费力。

    但是HRS不同,重复加热循环后,对法兰的粘结仍然很少,这是因为HRS将橡胶粘合剂用量降低到了极限,并且使用了平滑性高的无机填充材料,与以往的涂胶织物密封垫片相比,粘结在法兰上的现象大幅减少,法兰清扫变得容易,可以有效减少施工工时。



■耐压坏性■

    密封垫片承受过大的紧固力时,可能会发生压坏现象,但是经过测试,HRS垫片在承受100MPa的面压下,也不会发生压坏的情况。


结语:
本文介绍的华尔卡HRS(Heat Resist Sheet)垫片,在高温耐热性、密封性等方面,都远远超过了以往使用在超高温、低压场合的涂胶织物垫片,解决了耐火陶瓷纤维RCF替代的遗留课题,是可以长期安全使用的产品,已经通过了设备实测并取得良好效果,于2017年12月开始销售,作为应对日益严格的环境管制的高温垫片,希望能得到更多用户的认可。

    下一期内容我们将介绍利用HRS材料开发的半金属垫片,在高温高压领域的表现,敬请期待!


以上内容原文出自:

高桥 聪美,华尔卡技术志,No.35,(2018)




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