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食品企业的密封圈该如何选?

发布日期:2023-08-25 12:09浏览次数:

  开云体育 开云官网开云体育 开云官网在机械设备中密封的功能是防止泄漏。起密封作用的零件称为密封件,简称密封。密封件是机械产品中应用最广的零部件之一。

  美国的挑战者号航天飞机于其东部时间1986年1月28日上午11时39分发射在美国佛罗里达州的上空。航天飞机升空后第73秒解体,机上7名宇航员全部罹难。

  事后经原因调查,就是因为其使用的O型环密封圈失效导致O型圈无法保证它能有效密封住接缝,从而泄漏导致了惨重事故的发生。

  这个活生生的例子地告诉我们,泄漏可能造成的巨大损失。事实上,泄漏的问题是各个行业都面临的重要问题。

  这个问题对于食品企业,也很常见,它不仅造成了企业物料的损失、资源的浪费、停工的损失,更是形成了生产现场的污染源、物料被污染和物料之间的交叉污染,造成工作场所的污染和之后的其它次生污染,如微生物污染等等,给团队的清洗消毒和食品安全工作增加了很大的负担和风险。

  随着生产装置的大型化,生产工艺向高温、高压、高速的方向发展,出现泄漏的机会越来越多,发生事故的危险越来越大,造成的经济损失也越来越大。往往一处管线、一台设备的泄漏就有可能导致一套装置,乃至全厂停产,还极可能会引起火灾、爆炸,造成人员伤亡等重大事故发生。

  固定密封圈的表面存在各种缺陷及形状、尺寸的偏差,包括密封圈的选材和制作错误。因此,在机械零件连接处产生了间隙;

  工作介质就会通过间隙从高压向低压处泄露。消除或减少任何一个因素都可以阻止泄漏。但主要的解决方法需要放到密封圈的选择和使用方面。

  泄漏是魔,那密封就是道,魔高一尺,道高一丈。为了控制泄漏,密封技术也逐渐发展成熟,在各行各业都大显身手,取得了显著成效。

  而对于我们食品行业来说,因为很多食品行业入门门坎低,企业专业技术能力跟不上,在密封管理方面一直有所欠缺。不光有泄漏的问题,还有密封圈等密封材料使用不当造成使用寿命短,使用成本高,破损后进入产品带来的异物污染问题。

  所以小编准备凭着在食品行业工作多年的工作经验,加上TPM推行过程中积累的知识,为大家分享一些自己的理解。这里先分享一下密封垫片或密封圈如何选用的问题,以后有机会再分享一些其它的知识,比如密封圈的管理方面的知识。

  密封:是防止工作介质从相邻结合面间泄露以及防止外界异物侵入机器设备内部的零部件或是设施。

  密封的作用:就是将需要密封的设备结合面间的间隙封住、隔离或切断泄露通道以阻止泄露。

  另外按照密封件的制作材料、结构形式和密封机理等还可进一步细分。本文主要介绍静密封和动密封中都常用的密封垫片。

  非金属密封圈的优点是:柔软可压缩性好,容易与法兰面贴合,密封性较好。但这类密封圈也有缺点,如强度低,回弹差(在释放压力后恢复原状的性能),易压坏,不适于高温高压场合。

  我们可以采取一些改进措施,来提升其性能,如在法兰面加工出V形槽形成挡圈,避免密封垫片挤出;在法兰面上加水纹、突筋、印刷密封线等增加密封面的粗糙度来增加摩擦力等;添加一些助剂来提高其耐高温、腐蚀、压力性能等。

  密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是:

  01材料致密性好,不易泄漏介质,也就是在压力下,物料不会从密封材料本身中泄露;

  05抗腐蚀性能好,在酸、碱、油等介质中长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;

  07垫片的抗蠕变性,垫片在压力负荷和使用温度的影响下,抗蠕变性应较好,否则会造成螺栓扭距损失,导致垫片的表面应力减小,从而使系统泄露;

  10加工制造方便,价格便宜,取材容易。显然,任何一种材料要完全满足上述要求是不可能的,但具有优异密封性能的材料能够满足上述大部分要求。橡胶是最常用的密封材料,品种有丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚氨酯橡胶等。

  应当指出的是,在选择密封材料时,不宜笼统地采用所谓的耐酸橡胶或耐油橡胶,因为不论是酸或油(或其它介质)种类都很多,特性也有明显地差异,即使是同一种酸,浓度不同时特性也不同,耐浓酸的橡胶不一定耐稀酸。故应根据介质的具体情况,有针对性地选择合适的材料。除橡胶外,适合于做密封材料的还有石墨、聚四氟乙烯以及各种密封胶等。

  丁腈橡胶密封圈具有耐油、耐磨、粘力强的优点,但耐低温性差、臭氧,绝缘性差,弹性差。丁腈橡胶圈对普通的稀酸和碱也有不错的耐受性。但丁腈橡胶圈不要在高于80摄氏度下高温使用,因为在高温条件下,丁腈橡胶对于溶剂的稳定性会下降。因此如果物料是油脂品,在常温下密封圈一般采用丁腈橡胶密封圈。

  氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶剂性能。氯丁橡胶还具有优良的耐臭氧老化性能。氯丁橡胶对于一般无机酸、碱,包括稀盐酸、NaOH等也具有良好的耐腐蚀性,可以抗CIP清洗剂的腐蚀。此外,氯丁橡胶还适合真空密封的场所,如真空管道等。但不耐高浓度酸,对高温的含氯水耐受性较差。

  天然橡胶与多数合成橡胶相比,具有良好的综合力学性能,耐寒性,较高的回弹性及耐磨性。天然橡胶容易老化、不耐酸、不耐高温、不耐臭氧,不耐矿物油,但在植物油和醇类中较稳定,耐碱。因价格低,一般密封胶常用天然橡胶制造。

  氟橡胶的优点:耐温度性能好(-20 ℃~200℃ );耐油性好,适用于所有润滑油、汽油、液压油、合成油;耐酸碱及其它多种介质(乙二醇类)。其缺点为:机械强度中等,价格较高。常用于高温或特殊介质条件下的密封材料。

  硅橡胶具有突出的耐高低温,耐臭氧及耐天候老化性能,在-70~260℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧,耐天候等优点,适宜制作热机构中所需的密封垫。由于硅橡胶不耐油,机械强度低,抗拉强度低,价格昂贵,因此不宜制作耐油密封制品。

  三元乙丙橡胶密封圈具有耐高温、耐低温、耐臭氧、耐日光、耐水蒸汽、耐红外线、耐辐射、耐酸、耐碱等优异性能,并且使用温度范围非常广,最低使用温度零下60摄氏度,可长期在130摄氏度高温条件下使用,是不锈钢卡压式管件厂家比较青睐的密封圈。也是国标中指定的卡压式不锈钢管件密封圈。但不适应用于油类、溶剂、芳香烃和碳氢化合物。

  聚氨脂橡胶具有优异的耐磨性和良好的不透气性,使用温度范围一般为-20~80℃。此外,还具有中等耐油,耐氧及耐臭氧老化特性,但不耐酸碱、水、蒸汽和酮类等。因价格低,适于制造各种橡胶密封制品,如油封、油介质的O形圈等。

  氯醚橡胶兼有丁腈橡胶,氯丁橡胶的优点,其耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐有机溶剂性能都很好,并有良好的工艺性能,其耐寒性较差。在使用温度不太低的情况下,氯醚橡胶仍是制造油封,各种密封圈,垫片,隔膜和防尘罩等密封制品的良好材料。

  以聚四氟乙烯(PTFE)为主的密封材料,具有优异的耐化学介质腐蚀性能和密封性能,突出的表面不粘性和抗污染性,良好的压缩回弹性能和抗蠕变松弛性能,特别适合于强腐蚀性介质或对卫生要求严格的食品、医药等行业的中低温密封。但它的弹性差,在压得很紧的情况下,时间长了会自动软化降低密封性能,一般不用在容易振动或需要自紧的场合。

  下表列出了常用的密封圈材质的性能情况,我们在选择的时候可以参考。需要注意的是,由于科技的进步,同一种材质因为添加了一些成分,其在一些方面的性能有可能会大大增强,所以选择的时候要同制造商的工程师多咨询。

  如果密封介质是饮用水、血浆、药品、食品、啤酒等,要考虑垫片材料的化学和物理物质污染介质,需采用符合食品和医药卫生要求的PTFE或橡胶等材料。而不能选用含有石棉、石墨、陶瓷等材质的开云全站 开云平台垫片。在采购时注意要满足食品接触材料及制品通用安全要求GB4806.1-2016标准,需要对方提供三种材料:

  包括产品名称、材质,生产者和(或)委托方名称、地址和联系方式,生产日期、生产批号、装箱员和保质期等;客户名称;应注明“食品接触用”或类似用语;有特殊使用要求的产品应注明使用方法、使用注意事项、用途、使用环境、使用温度等。特殊或醒目的方式说明其使用条件,以便使用者能够安全、正确地对产品进行处理、展示、贮存和使用。

  包括食品接触材料及制品的单体及其他起始原料符合食品安全国家标准及相关公告的规定;食品接触材料及制品中的添加剂符合GB 9685和相关公告的规定;食品接触材料及制品符合食品安全国家标准及相关公告的规定;有限制性要求的物质名单及其限制性要求和总迁移量合规性情况。

  密封圈材质对于工作的压力也是非常的开云全站 开云平台敏感的,材质不同,它们所能够承受的压力都是不同的,如果承受的压力超过了材质的承受范围,那么就会使得密封圈使用寿命降低,效果下降,这个大家可以在密封圈厂家的建议下进行选择。

  这个对于密封圈材料的选择具有非常重要的作用,有的密封圈材质会和介质直接进行接触,如果两者的相容性不好的话,势必对导致密封圈受损或者是污染到介质。另外,密封圈的材质不能被介质腐蚀掉,也不能和介质发生化学反应。这也是需要特别提醒大家的一点,具体介质相溶性请见上面材质介绍。

  温度对密封圈的材质也有一定的影响,温度太高或者太低都是不行的,过高的话,会使密封圈的拉伸度和硬度降低,温度过低的话,会让密封圈变得很脆。每一种密封圈材料都有适合自己的温度范围。

  食品企业密封圈的选择要考虑介质的颜色,与介质要有明显的色差,这样一旦破损后进入介质容易被发现。比如无色和白色物料介质,选用的材料最好选用蓝色。

  如果温度和压力存在频繁的波动,则垫片必须有足够的回弹能力;如果管线有振动,那么垫片就必须能经受反复的高循环应力作用;某些含悬浮颗粒的介质会磨损垫片,以致缩短垫片的使用寿命,这时使用的垫片需要有很好的耐磨性能。

  虽然垫片相对比较便宜,但在一些企业用量很大,在选择垫片的品质、类型和材料时,应考虑到泄漏造成的物料流失、停工损失以及发生重大破坏造成的经济后果,综合考虑垫片的性能与价格比。

  不留死角,在选择和设计时,要确保安装垫片后,连接件之间没有缝隙留下,做到易清洁,无死角。

  综上所述,密封结构种类繁多,所采用的密封机理也各不相同,现场工况千差万别,因而,对于任何具体应用,都必须进行细致的衡量,选择时必须考虑成本、压力、温度、速度、腐蚀、环境及材料等因素,要做出正确的选择。各种形式的密封均有其特点和使用范围设计密封时可根据设计手册查表来完成使用。

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