案例研究:高温/高辐射应用中的PEEK弹簧动力密封

华体会最新地址Eclipse为世界各地的大量应用程序设计了密封解决方案。从海底到绕地球运行,Eclipse面临着每个应用程序的独特条件的挑战。华体会最新地址无论是极端的温度和压力,还是严重的腐蚀性或磨蚀介质,Eclipse都可以解决大多数密封问题。华体会最新地址

然而,有一种特殊的环境对密封设计具有特别的挑战性——高辐射。

华体会最新地址Eclipse为许多应用选择的主要密封材料是聚四氟乙烯和聚四氟乙烯共混物.但是聚四氟乙烯作为密封材料拥有的所有美妙属性,抗辐射性却不是其中之一。

在高辐射环境中,聚四氟乙烯的性能会退化,因此不能作为合适的材料。

同时具有抗辐射性能的有效密封材料的选择非常有限。因此,我们面临的问题是创造一种密封件,期望它能以典型的聚四氟乙烯密封件的每一种方式运行,但材料并不利于密封。

这就是Eclipse在密封设华体会最新地址计方面的工程经验和专业知识脱颖而出的地方。

客户的问题

华体会最新地址一个客户找到Eclipse,希望为核应用中的传感器寻找密封解决方案。它将在高温和高伽马辐射的环境中工作。

操作条件:

  • 往复杆密封
  • 杆直径:Ø1.000
  • 中风:1.5”
  • 循环速度:每分钟2-4次
  • 介质:空气、盐水雾
  • 压力:100psi
  • 温度:70°至450°F
  • 伽马射线暴露:106拉德

除了辐射暴露外,对于Eclipse的PTFE来说,这是一个相对普通的密封应用华体会最新地址弹簧动力密封.但这种辐射水平很快就会使聚四氟乙烯作为合适的密封材料消失,并使密封设计变得非常复杂。

聚四氟乙烯在辐射方面的局限性

聚四氟乙烯作为密封材料有很多优点。它以低摩擦、高温和耐化学性而闻名。

在Ec华体会最新地址lipse,基于ptfe的密封件是我们的主要业务o形环或弹簧激励密封.尽管聚四氟乙烯有许多优点,但不幸的是,它不能在高辐射环境中使用。与其他常见塑料相比,聚四氟乙烯实际上是最容易受到辐射降解的塑料。

辐射对聚四氟乙烯有脆化效应。暴露会降低聚四氟乙烯的抗拉强度和延伸性能。高强度的辐射和长时间的暴露甚至会导致聚四氟乙烯碎裂,最终变成粉末。当考虑密封材料时,抗拉强度和伸长率(决定材料的弯曲特性)是一些最重要的特性。

聚四氟乙烯辐射损伤的阈值为2 ~ 7 × 104拉德。根据暴露时间,剂量超过这个水平可能会损害聚四氟乙烯的拉伸和弯曲性能。

需要注意的是,在真空中,损伤阈值大约高出十倍。因此,在空间应用中,如轨道卫星,聚四氟乙烯可能仍然是一种有效的密封材料,防止正常的空间辐射。

在紫外线照射的情况下,聚四氟乙烯是非常耐辐射的。聚四氟乙烯不会降解或老化的情况下长期暴露在阳光下。

但是,由于该应用程序的伽马辐射是PTFE可接受极限的100倍,因此需要一种替代材料。这就是Eclipse在密封设华体会最新地址计和材料特性方面的先进知识发挥作用的地方。

Ecli华体会最新地址pse解决方案

当PTFE因辐射而不能作为密封材料时,通常首先考虑两种材料:ETFE和FEP。

ETFE在密封方面具有许多与PTFE相同的性能,通常是首选的抗伽马辐射密封材料。它可以承受高达10级的压力7拉德。但不幸的是,对于这种特殊的应用,450°F的最高工作温度排除了ETFE的使用,通常额定温度仅为300°F。

值得一提的是,ETFE的市场可用性可能比普通PTFE要有限得多,而且成本可能要高得多。对于非常大的密封尺寸,ETFE作为一种材料可能成本过高。

FEP在密封质量方面与PTFE非常相似,但可以承受10到100倍的辐射水平。虽然这将使我们进入所需的阻力范围,但客户对没有安全系数或安全边际感到不舒服。此外,操作温度将再次达到或超过FEP的正常规定最高温度。

排除了这两种常见的高辐射密封材料,Eclipse转向了一种熟悉但相当非常规的密封材料——华体会最新地址偷看

PEEK在所有常用塑料中具有最高的抗辐射性。它能承受10度的曝晒9在任何财产恶化发生之前。PEEK还可以在高达500°F的温度下成功工作。

仅次于PTFE, PEEK经常被Eclipse的内部机械车间使用。华体会最新地址PEEK通常用于备用环、轴承和结构密封组件,如密封载体和阀块。但不幸的是,使PEEK适用于高强度产品的材料特性也影响了它作为密封材料的使用。

PEEK被认为是一种“高模量”材料;纯PEEK断裂前伸长率仅为25%,硬度为85D。相比之下,Virgin PTFE的延伸率为400%,硬度为55D。显然,一种更柔软且可以自由弯曲的材料将更适合作为密封件。一种材料越能符合密封面,得到的密封效果就越好。

华体会最新地址Eclipse的挑战是用PEEK制造一种弹簧动力密封套,它仍然可以弯曲和编译,以产生有效的密封。这是通过仔细控制夹克的唇厚和精确定义铰链点来实现的。

非常薄的密封唇很容易弯曲,但这也会影响磨损寿命和压力承受能力,特别是在高温下。另一方面,密封唇太厚将不能使弹簧正常工作或在正确的区域提供能量。

华体会最新地址Eclipse经验丰富的设计工程师构建了灵活的唇厚和坚固的设计的完美平衡。相对而言,与典型的聚四氟乙烯唇形设计相比,所形成的唇形厚度非常薄。只有0.012英寸厚,Eclipse的精密加工能力也发挥华体会最新地址了作用,以确保满足必要的紧密公差。

华体会最新地址Eclipse为这个应用程序选择了EP033: Virgin Grade PEEK。任何材料填充物都会进一步降低PEEK的延伸性能。华体会最新地址Eclipse还将悬臂式V-Spring材料升级为Elgiloy®,以提高刚性夹套的性能,以及更强的耐腐蚀性。

表现如何

客户很高兴地知道,即使在最坏的辐射水平下,他们也可以依靠有效的密封。华体会最新地址Eclipse的详细设计和精密加工导致了最抗辐射材料的成功密封解决方案。

如果您的高辐射环华体会最新地址境导致密封问题,或者您正在寻找新的设计,请立即联系Eclipse»

如果您的高辐射环华体会最新地址境导致密封问题,或者您正在寻找新的设计,请立即联系Eclipse。

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