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耐火陶瓷纤维的替代对策2:RCF替代品BSF(下)

耐火陶瓷纤维的替代对策2:RCF替代品BSF(下) 华尔卡密封件
2023-11-21
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导读:本文介绍的替代对策,是应对日本“特化则”对耐火陶瓷纤维的使用限制,在其他国家或地区可能尚无要求,或有不同的限

本文介绍的替代对策应对日本“特化则”对耐火陶瓷纤维的使用限制在其他国家或地区可能尚无要求或有不同的限制,应当视情况而论

跟随上一期的内容,今天我们来分享其他几种含RCF的密封产品的替代情况。

金属包覆垫片

金属包覆垫片是在非金属基材(中芯材)外面用金属薄板包覆制作而成,因为可以制作复杂的形状和宽度较窄的规格,广泛用于塔槽容器和热交换器的高温密封。
金属包覆垫片的耐温性与构成材料有关,尤其是内部芯材。





以往禁用石棉纤维后,RCF就作为主力的替代材料,用作金属包覆垫片的中芯材,常常在500℃以上,最高800°的条件下使用,高温性能优异。从结构上来说,RCF芯材完全被金属包覆,暴露风险较低,因此并不属于前面提到的“特化则”的管制对象,但为了客户更安心、安全地使用,在技术成熟情况下,华尔卡同样使用了溶解性无机纤维BSF替代了RCF。
600℃热循环密封试验对比。
别将使用了新旧两种中芯材的垫片安装到法兰上,施加多次温度循环后,对常温密封性进行对比。


测试结果表明,与含RCF的产品相比,使用BSF纤维的金属包覆垫片在多次加热循环后,仍然具有同等甚至更好的密封性。
与缠绕式垫片一样,使用BSF的金属包覆垫片的设计数据并未发生改变,和以往的产品一样使用即可。


织布密封垫片

织布密封是利用纤维编织成板状、带状和绳状的密封产品,主要的材料有碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等,其中陶瓷纤维RCF编织的产品可以在500℃以上,最高1260℃使用。

但是RCF编织制品在编织、涂胶、剪裁、安装、固废处理过程中,都要与作业人员充分接触,因此对其中的RCF成分有充分的替代需求。和前面的几种产品一样,华尔卡还是以生物体溶解性纤维BSF作为主要的替代对策,这种方法在涂胶板状垫片N314上依然有效。

新的N314垫片,就是以BSF纤维为主,添加少量有机纤维,编织成板(布)状材料后,再进行涂胶或增加石墨成分进行特殊处理,最后根据需要裁剪成垫片,主要用于机器设备的检修门、排气风管的法兰等要求耐高温,同时又容许微量泄漏的部位,最高使用温度可达800℃。



涂胶陶瓷纤维垫片的

替代是有效的


作为性能对比,华尔卡对新旧两代N314进行了800℃热循环密封特性测试,结果如上图所示,RCF替代品具有同等甚至更好的密封性。
新的N314的各种设计数据均未发生改变,和以往含RCF的产品一样使用即可。
但是,
对于没有涂胶处理的带状或绳状编织产品,如华尔卡105S、112S、102S等,使用BSF替代就碰到了问题。



RCF编织带、编织绳

方面的替代尚未完成


以往RCF编织品的最高使用温度为1260℃,而使用BSF的编织品只能用到1000℃,这是因为BSF的极限耐热性不如RCF,另一方面,能在1000℃以上使用的无机纤维目前有氧化铝纤维,但价格又非常昂贵,所以在该领域的RCF替代课题仍然有待解决。


盘根

盘根可以作为阀门、泵等机器的动密封使用,同时,盘根可以随意调整形状,作为密封材料的通用性较高,也经常用作接头部位的静密封使用。
在大多数盘根用作静密封的场合,使用温度都达到400℃以上,甚至800℃,典型的高温应用包括锅炉、汽轮机的排热风管,炼钢厂高炉热风管的接头、检修孔等部位,以往石棉纤维禁止使用以后,这些部位就使用了含RCF纤维的耐高温盘根,华尔卡的代表产品是N340G和N340M。

N340G 


 N340M 

和前面的编织产品一样,RCF属于“特化则”的管制对象,会对长期接触的作业人员造成健康影响,因此华尔卡也考虑使用BSF纤维替代RCF纤维,进行盘根产品的迭代,新的产品命名为N340G-F和N340M-F。
为了对比耐热性能,华尔卡对新旧两代N340M进行了500℃热循环密封测试,结果表明,新的N340M-F具有同等及以上的高温密封性。



但同时我们也应当注意,由于BSF具有生物体溶解性,在高炉气体和排气等几乎不含水分的高温条件下(干热),可发挥与以往的含RCF产品同等的性能,但在蒸汽和热水等条件下(湿热)的耐性还不明确,因此需要注意,虽然被少量水沾湿后并不会立即发生分解,但还是建议等待盘根充分干燥后再使用,如果被大量水浸泡过,就应当停止使用。

结语

2015年至今,华尔卡以BSF为主要材料替代了RCF,完成了大部分密封产品的迭代,仅有少数产品因为BSF的极限耐热性不足,以及BSF遇水易溶解等特点,还需要继续研讨新的对策。
从环境保护和人类健康的出发点考量,国际社会对于工业品的管制也在不断强化,可使用材料可能会进一步受限。华尔卡作为密封件制造商,将严格遵守法规要求,不断开发减轻环境负荷,降低对人体健康影响的产品,为客户的健康和安全做出贡献。

以上内容引用自:

滨出 真人,华尔卡技术志,No.35,(2018)



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