密封失效的隐藏因素:被忽略的表面光洁度

banner
密封失效的隐藏因素:被忽略的表面光洁度
2025.10.20

缸筒或轴杆与密封圈接触面的表面粗糙度属性对密封件的功能发挥和使用寿命具有重要影响, 摩擦发热(增加摩擦和热量,加速材料老化),密封圈磨损(急剧加速密封圈的磨损损坏),泄露(创造泄漏路径,导致密封失效)等。

 

例如用泛塞封替代磨损极快的标准O形圈后,发生了泄露。实际上可能无关密封圈的设计和生产,而取决于接触面的表面光洁度。由于在采用O圈或橡胶材质密封圈时,可能将表面光洁度视为次要因素。因其高弹性和低硬度能通过压力形变填充凹凸表面。但聚四氟乙烯PTFE等高硬度工程材料无法通过挤压填充微观缝隙,在凹凸处形成泄漏通道。因此,适用于O形圈的表面光洁度用于PTFE类聚合物密封时往往导致泄漏。(如何选择取决于泄露量要求)。

 

 

在密封领域通常用表面粗糙度来描述密封面状况,在ISO 4287:1997 标准中相关的表面光洁度参数中,最常用的参数为表面轮廓的算术平均值 Ra (单位为 µm 或 µin:1 μin = 0.0254 μm),只根据Ra 并不能全面地描述表面质量对密封件的影响。 可能存在高峰深谷却平均值正常的表面(具有相同 Ra 值但轮廓特性不同,可能导致润滑膜厚度不同,从而产生不同的密封性能和磨损程度),如图所示:

 


 

 

建议采用以下表面参数的组合:Ra – 算术平均粗糙度、Rz – 平均峰谷高度、Rmax – 最大峰谷高度、Rmr – 在给定深度的材料比。

 

动态表面(与密封件有相对运动的表面)要求比静态表面更严格。

静态与动态密封面的粗糙度要求存在显著差异。静态密封面(如密封槽直径部位)通常更易实现密封,对表面粗糙度的要求相对宽松;然而,实际密封介质的类型会影响具体标准需要特别注意的是,表面光洁度建议值会随密封材料的不同而变化:聚四氟乙烯密封件所需的光洁度远高于聚氨酯和大多数橡胶密封件。

 

无论如何提升表面光洁度,也难以实现聚四氟乙烯额类PTFE物密封的零泄漏,一般情况下光洁度与密封性能正相关。但橡胶密封圈需区别考虑——过度光滑的表面反而会导致O形圈润滑不足而增加摩擦。聚四氟乙烯密封则符合"光洁度越高越好"的原则(在旋转密封中需要综合考虑动态密封机理,泵送效用),但需权衡各项因素如成本、效率损失、泄露量等。


立即询价
0

wechat_2025-08-25_115245_944
wechat_2025-08-25_115245_944

+86 0532 83623877