柔性石墨密封件
柔性石墨是以天然鳞片石墨为原料,经化学插层处理(如用酸浸泡削弱层间键)、高温膨胀(体积膨胀150-450倍)等工艺制成,最终形成蠕虫状结构,即膨胀石墨。
柔性石墨密封件主要包含柔性石墨垫片/环、柔性石墨盘根、复合增强垫片等。
- 柔性石墨垫片/环
(1)原料:膨胀石墨
(2)工艺
1)压制成型:膨胀石墨经轧制成卷材或板材(密度0.7~1.2g/cm³),通过模具模压或冲切为垫片/环。
2)特性优化:
耐温范围:-200℃~870℃(氧化环境),非氧化环境可达2500℃;
具备自润滑性、化学惰性及压缩回弹性。
2.柔性石墨盘根/复合增强制品
石墨盘根主要是由各种增强纤维、金属丝(钢丝、铜丝、镍丝、碳纤维,预氧丝、玻璃纱)等增强的石墨线为原料精工编织而得。适用于高温高压条件下的动密封。除少数的强氧化剂外,它能用于密封热水、过热蒸气、热传递流体、氨溶液、碳氢化合物、低温液体等介质,主要用于高温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的密封 。它也是独特的万用密封盘根。
(1)原料:膨胀石墨、增强材料(不锈钢丝、增强纤维等)
(2)工艺
1)编织工艺:膨胀石墨线与金属丝/玻璃纤维等增强纤维编织,制成盘根填料;
2)金属复合:石墨层与金属骨架(如不锈钢)叠加压合,形成缠绕垫或包边垫片,提升抗压强度。
柔性石墨密封件凭借其独特的材料结构与工艺设计,已成为现代工业密封领域的标杆解决方案。通过化学膨化工艺形成的多孔石墨基体,赋予了材料优异的压缩回弹性和高温稳定性(-200℃~3000℃),而纤维增强与金属复合技术则突破了传统石墨材料的力学性能瓶颈。在核电站主泵密封、航空发动机高温管路等极端工况中,其表现出的耐辐照性、低摩擦系数(0.04~0.1)以及自润滑特性,显著降低了设备维护成本与停机风险。随着智能制造技术的发展,预成型模压工艺与智能编织设备的应用,进一步提升了密封件的尺寸精度与批次一致性。未来,通过纳米材料改性(如碳纳米管掺杂)和数字化寿命预测模型的结合,柔性石墨密封件将在氢能源储运、空间站舱门密封等新兴领域持续释放技术潜力。