不锈钢反应釜的密封垫片材质选择需综合考虑温度、压力、介质腐蚀性以及密封要求等因素。以下是常见的密封垫片材质及其特性、适用场景和注意事项:
一、非金属垫片
1. 橡胶类垫片
材质类型:
氟橡胶(FKM/Viton):耐高温(-20℃~200℃)、耐油、耐酸碱(不耐强氧化性酸)。
丁腈橡胶(NBR):耐油性好,适用于弱酸、碱和油类介质(温度范围:-30℃~100℃)。
三元乙丙橡胶(EPDM):耐水蒸气、弱酸碱,但不耐油(温度范围:-50℃~150℃)。
适用场景:
低压、低温且介质腐蚀性较弱的场合(如实验室小型反应釜)。
注意事项:
避免接触强氧化性介质(如浓硫酸、臭氧)或高温高压环境。
2. 聚四氟乙烯(PTFE)垫片
特性:
耐强酸、强碱和几乎所有有机溶剂(温度范围:-200℃~260℃)。
低摩擦系数,但抗蠕变性差,高压下易变形。
改进类型:
膨体聚四氟乙烯(ePTFE):柔韧性更好,密封性能更优。
填充PTFE(如玻纤、石墨填充):增强机械强度和抗蠕变性。
适用场景:
强腐蚀性介质(如浓硫酸、氢氟酸)的中低压反应釜。
二、半金属垫片
金属缠绕垫片
结构:由金属带(如304/316不锈钢、钛合金)与非金属填充带(石墨、PTFE)交替缠绕而成。
特性:
耐高温(可达800℃)、耐高压(20~30 MPa),弹性好。
填充层决定耐腐蚀性(石墨耐高温但怕强酸,PTFE耐腐蚀但温度受限)。
适用场景:
高温高压反应釜(如加氢反应、聚合反应)。
三、金属垫片
1. 金属平垫片
材质:304/316不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔合金等。
特性:
耐高温高压(可达500℃、50 MPa以上),但需极高表面平整度。
适用场景:
超高压反应釜或对密封面要求极高的工况。
2. 金属齿形垫片
结构:金属表面加工同心齿纹,通过塑性变形增强密封性。
材质:不锈钢、铜、铝等。
适用场景:
中高压、高温且介质无强腐蚀性的反应釜。
3. 金属O形环
材质:304/316不锈钢、镍基合金,可内衬PTFE或石墨。
特性:
耐压可达100 MPa以上,耐高温,但成本较高。
适用场景:
核工业、航空航天或超高压实验反应釜。
四、石墨类垫片
1. 柔性石墨垫片
特性:
耐高温(-200℃~600℃),耐大多数酸碱(除强氧化性酸)。
自润滑性好,但强度低,需配合金属增强层使用。
适用场景:
高温蒸汽或腐蚀性气体的密封(如蒸馏反应釜)。
2. 石墨金属复合垫片
结构:石墨层与金属薄板(如不锈钢)复合压制。
特性:
兼具石墨的耐腐蚀性和金属的强度,耐压性优于纯石墨垫片。
适用场景:
中高压、腐蚀性介质的反应釜密封。
五、特殊材质垫片
1. 陶瓷纤维垫片
特性:
耐高温(1000℃以上)、耐腐蚀,但脆性大,抗压性差。
适用场景:
超高温反应釜(如某些催化反应)。
2. 聚醚醚酮(PEEK)垫片
特性:
耐高温(260℃)、耐辐射、耐腐蚀,机械强度高。
适用场景:
半导体或医药行业的高洁净度反应釜。
六、选择建议
按介质特性选材:
强酸/碱:优先选PTFE、石墨或哈氏合金。
有机溶剂:氟橡胶或PTFE。
按温度压力选材:
高温高压(>200℃, >10 MPa):金属缠绕垫、石墨金属复合垫。
低温低压:橡胶或纯PTFE垫片。
经济性考量:
常规工况可选金属缠绕垫或石墨垫,极端工况需定制合金垫片。
七、注意事项
表面处理:密封面需抛光至Ra≤1.6 μm,避免垫片因粗糙面磨损失效。
安装预紧力:按垫片材质要求控制螺栓扭矩(如PTFE垫片需均匀轻压,金属垫需高预紧力)。
定期检查:高温或腐蚀环境下垫片易老化,建议每3~6个月检查更换。
合理选择密封垫片材质可显著提升反应釜的密封可靠性和使用寿命,建议结合具体工况咨询专业供应商。