1 禁用石棉大势所趋
长时期来,石棉制品用途广泛。在日常生活中,从天花板贴料到纺织原料,从汽车刹车衬垫到钢筋混凝土等都离不开石棉。石棉作为绝缘材料,是在30年代首先用于建筑和造船业的,随着建筑业的繁荣,石棉大量进入工程,但同时给环境和人体健康带来了不可低估的危害。
根据科学家的研究,石棉对环境污染严重,对人体也具有潜在的致命危险。当石棉的细微纤维飞散在空气中被人体吸入,人体就会患上严重的疾病,包括使人的肺部产生瘢痕的石棉沉着病和另一种罕见的癌症间皮瘤。石棉导致的疾病潜伏期相当长,甚至可达40年之久。
石棉用于建筑物时,只要石棉保持完好无损,它对环境和人体健康似乎还构不成威胁。当它一有磨损、撕扯、水的浸蚀或拆除等情况时,就会变脆而飞散到空气中。美国和其他一些发达国家,先后在工业上禁用石棉。近年来,世界各国禁用石棉的呼声日益高涨。上海市建委曾于2000年下达《关于禁止在沪生产和使用石棉制品的通知》(沪建材[2000]第1031号),可见禁用石棉已是大势所趋,遗憾的是目前在工程项目中至今仍有选用石棉密封件的情况,建议在设计中用无石棉垫片来取代石棉垫片,以保证生产人员的健康,这正是笔者撰写本文的初衷。
2 无石棉垫片的定义
无石棉垫片的含义原指替代石棉橡胶垫片的合成纤维橡胶类垫片而言。后来将含义扩大到非石棉的垫片均属无石棉垫片,如聚四氟乙烯垫片,橡胶平垫片,膨体四氟垫片,柔性石墨复合垫等,前者可称之为狭义定义,后者为广义定义。目前工程界普遍认同广义定义,本文也按广义定义进行介绍与阐述。
狭义定义的无石棉垫片,国内尚无可与国外半成品板片产品相媲美的生产厂家,尚处于利用国外半产品板片按标准的尺寸要求进行加工的情况。目前进口的板片有澳大利亚的Klinger公司、美国的OTHELLO公司、英国RPV公司、德国Fren-zelit公司及日本的Valqua公司等。广义定义的无石棉垫片国内厂家较多,但品质差异较大,选用关键是:生产厂应具备质量管理体系,并有产品合格证书。
如下表1为无石棉垫片的品种及选用
3 无石棉垫片技术参数
3.1合成纤维橡胶压缩垫片
(1)TS- R(或称RPV)合成纤维橡胶压缩垫片TS- R合成纤维橡胶压缩垫片材料主要是由特种合成纤维,高分子弹性体,掺和专用耐高温无机矿物填料等材料压制而成。该品种具有高的拉伸强度,低的吸油性,同时具有良好的可压缩性及回弹性,耐热性优良。
适用于蒸汽、酸、碱、油类、溶剂等高温介质,尤其是用于管道、阀门及机械装置密封。
3.2 TS- F01(或称NOVAPRESS 8800)合成纤维压缩垫片
TS- F01合成纤维压缩垫片材料主要是由特种高级芳纶纤维(Aramid),高分子弹性体,掺入专用经特殊处理无机填料等材料压制而成。该品种具有高的拉伸强度,低的吸水性,吸油性,抗渗性,同时具有良好的可压缩性及回弹性。
适用于蒸汽、酸、碱、油类、溶剂等介质,广泛用于化工、轻工、炼油、机械、汽车、煤气、天然气行业,尤其是燃气管道、给水管道,并经过国际上DVGW(德国煤气及水行业协会)、HTB、KTW认可批准。
适用温度:≤ 200℃ ;适用压力:≤ 8.5MPa。
3.3 TS- F02(或称ISOPLAN 750/ 1100)耐高温合成纤维压缩垫片
TS- F02合成纤维压缩垫片材料主要由特种高温陶瓷纤维和矿物纤维,掺和专用经特殊处理无机填料等材料压制而成。该品种具有极高的耐热性、卓越的绝热性、良好的抗拉强度、良好的可压缩性。
适用于钢铁、发电、冶炼、锅炉、玻璃、水泥工业等高温气体部位密封。
适用温度:
TS- F02- 1(或ISOPLAN 750),≤ 750℃
TS- F02- 2(或ISOPLAN 1100),≤ 1100℃
适用压力:≤ 0.3MPa。
3.4 TS- K合成纤维橡胶压缩垫片
TS- K合成纤维橡胶压缩垫片材料主要是由特种合成纤维及无机纤维,合成橡胶复合,掺和特殊填料等材料压制而成。该品种具有优良的抗拉强度,优良的可压缩性及回弹性。
分类:
TS- K01也称为轻质纤维橡胶压缩垫片
(C4400),适用温度≤ 200℃ ;适用压力≤ 4.0;应用于一般工业密封。
TS- K02也称为玻纤橡胶压缩垫片(C4430),适用温度≤ 230℃ ;适用压力≤ 4.0;应用于各种工业密封,具有优良的耐蠕变性,为常用品种。
TS- K03也称为碳纤维橡胶压缩垫片(C4500),适用温度≤ 450℃ ;适用压力≤ 4.0;应用于高温蒸汽介质。
3.5 TS- G膨体四氟高弹性垫片
TS- G密封垫片材料是由100%膨体聚四氟乙烯(Expanded PTFE)制成的高技术产品,它是将聚四氟乙烯通过独特的工艺膨化成一种具有强韧而多孔性的新材料,使其高度纤维化,它不仅保持聚四氟乙烯卓越的化学稳定性,而且它多纤维的特种网状分子结构,使该产品具有超乎想象的坚韧及延伸性,更为关键的是,它从根本上解决目前纯(或填料)聚四氟乙烯材料的通病(易发生蠕变及冷流性),是目前纯四氟乙烯和填充聚四氟乙烯性能所不可比拟的,目前以全进口品质为最佳。
3.6 TS- E膨体四氟高弹性接口密封带
TS- E膨体四氟高弹性接口密封带是采用独特的加工工艺制造而成,它是一种低密度连接带状的纯白色高纯度聚四氟乙烯材料,具有较高的柔韧性、高度的可压缩性、优异的耐腐蚀性、优良的耐蠕变性、自润滑性、摩擦系数低、拉伸强度高,目前以全进口品质为最佳。
适用于中低压化工设备密封材料,尤其是它的随意成型性,施工十分简便。
适用范围及其密封特点详见：膨体聚四氟密封带的密封性能及用途
3.7 TS- F(或称V7010)改性聚四氟乙烯垫片
众所周知,聚四氟乙烯塑料具有优良的耐腐蚀性,但在负荷下会发生蠕变冷流现象,国产普通四氟材料均偏硬、韧性差,但TS- F型是属经填充剂改性的四氟垫片,综合性能提高,尤其是抗蠕变性有所改善。
适用温度:≤ 100℃ ;适用压力:≤ 0.5MPa。
3.8 TS- IF聚四氟乙烯/橡胶整体复合垫片
TS- IF聚四氟乙烯/橡胶整体复合垫片与其它聚四氟乙烯包复(松套)垫片相比,其最大的优点是采用特殊熔融粘合工艺使聚四氟乙烯塑料与合成橡胶紧密熔合,整体复合性极佳。该产品既有优异的耐腐蚀、无毒、抗粘性,又具有良好的弹性和密封性能。
产品类型可分为A型(普通型)及B型(全平面型)二种:A型用于突面管法兰; B型用于全平面管法兰。
适用温度:≤ 130℃ ;适用压力:≤ 2.5MPa;标准号:HG/T21609- 96。适用于化工、石油化工、纺织、医药等行业的腐蚀性介质或高清洁度要求的管法兰密封。
3.9 TS- FR聚四氟乙烯/橡胶包复垫片
TS- FR聚四氟乙烯/橡胶包复垫片采用松嵌包复成型工艺,故制造容易,但密封性能不及TS- IF复合型,按加工方法分为三种:机加工翅型(PMF型)、机加工矩形(PMS型)、折包型(PET型),其中以PMF为主。
目前在化工、石油化工、纺织、医药等行业仍予采用。
适用温度:≤ 130℃ ;适用压力:≤ 2.5MPa
3.10 TS- 101、TS- 104柔性石墨垫片
TS- 101(或称纯石墨环)系由柔性石墨板材或卷材切成一定尺寸的条料,在专用模具中缠绕压制而成。TS- 104(或称非金属复合石墨环)是由柔性石墨优质带和各类纤维缠绕模压成型。
TS- 101能在温度、压力不断交变的工况下安全使用,是往复式、旋转式等动密封装置的理想密封材料,可取代机械密封。TS- 104因掺和玻璃纤维,故提高了抗压强度及抗拉强度,可作为阀、泵用动密封材料。
4 小结
目前无石棉垫片品种众多,质量差异大,关键在于选用高品质的垫片。当然影响密封的因素较多,在工程项目中合理选用无石棉垫片密封材料,必须对各种垫片的性能、使用条件、寿命要求、整体配套性,应有综合的考虑及评价,全面分析在工程中可能产生密封失效的因素,才能获得理想的密封效果,充分发挥无石棉垫片的应有作用。
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