密封件是機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)件之一，絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備都離不開(kāi)密封件及相應(yīng)的密封技術(shù)。對(duì)于多數(shù)機(jī)械設(shè)備，密封技術(shù)雖不是主體技術(shù)，但往往是決定設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)水平的關(guān)鍵技術(shù)，不能設(shè)想一臺(tái)高新技術(shù)的設(shè)備存在明顯的跑冒滴漏現(xiàn)象。密封件作為重要的功能基礎(chǔ)件，對(duì)機(jī)械設(shè)備高效、長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行起著保證作用，并且具有盲目泄漏、節(jié)約能源、控制污染的重要功能。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展及技術(shù)引進(jìn)，在密封技術(shù)，材料及密封件上形成了一定的生產(chǎn)能力與規(guī)模。在產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量上基本滿足國(guó)內(nèi)機(jī)電工業(yè)對(duì)密封件的需求。但由于我國(guó)密封產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚，基礎(chǔ)差，使我國(guó)在密封技術(shù)上與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍落后10年左右。我國(guó)轎車(chē)用轉(zhuǎn)向、減震、制動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)油封等密封件基本信賴進(jìn)口，大型冶金、能源設(shè)備密封件也主要靠進(jìn)口。當(dāng)然，在改期開(kāi)放中我國(guó)也自創(chuàng)了一些新型的密封技術(shù)及產(chǎn)品，比如柔性石墨紡織填料就是我車(chē)自行研制的在國(guó)際上領(lǐng)先的技術(shù)及產(chǎn)品。由于密封技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量的差距，致使我國(guó)一些機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品的通用性指標(biāo)偏低，能耗偏高。2006年估測(cè)，我國(guó)國(guó)產(chǎn)新轎車(chē)260萬(wàn)輛要多耗潤(rùn)滑油29.4萬(wàn)t，潤(rùn)滑脂14.12萬(wàn)t。因此我國(guó)密封產(chǎn)業(yè)也面臨巨大的發(fā)展前景及商機(jī)。僅汽車(chē)工業(yè)一項(xiàng)，2009年我國(guó)產(chǎn)量將達(dá)500萬(wàn)輛以上，所需各種密封件15.5億件左右，其中冷卻永泵密封500萬(wàn)套，如果產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，那么面臨的將是世界6000萬(wàn)輛汽車(chē)的巨大市場(chǎng)。我國(guó)密封產(chǎn)業(yè)起步晚，正在迅速發(fā)展之中，難免有許多不規(guī)范之處。密封產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前急需規(guī)劃、協(xié)調(diào)及信息的溝通。中國(guó)化工裝備總公司組織編輯的《中國(guó)密封產(chǎn)品手冊(cè)》在這方面無(wú)疑是跨進(jìn)了一大步。

（二）本篇為填料密封。填料密封是一種最古考的密封形式，其應(yīng)用歷史可能追溯到千年以上，但形成一種產(chǎn)品廣泛應(yīng)用還是在18世紀(jì)工業(yè)革命以后。填料密封主要用作動(dòng)密封，各種泵閥的轉(zhuǎn)軸密封及往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸密封都離不開(kāi)填料。一些靜密封場(chǎng)合也且用填料密封。通常所指密封填料包括編織填料及壓制成型的塑性填料。而一般書(shū)刊中所說(shuō)的成型填料密封件則指的是以橡塑密封產(chǎn)品中，不屬于本篇范圍。紡織填料也有稱通用填料的。其主要原料為各種纖維及箔，經(jīng)絞合成各種形式編織成一定規(guī)格截面的條帶狀。使用時(shí)根據(jù)設(shè)備的填料尺寸選用合適規(guī)格截面的填料，按合適的切口方式截取一定長(zhǎng)度填在填料函中，因此通用性較強(qiáng)。編織填料使用時(shí)密封間隙較大，需要在壓緊壓蓋時(shí)仔細(xì)調(diào)整間隙。塑性填料除少數(shù)場(chǎng)合采用所謂綿狀填料，即將混合好的填料粉直接填入填料函靠壓蓋壓緊成型，多數(shù)是按密封函及軸的尺寸壓制成填料環(huán)裝填。壓制填料的原料一般采用石棉/橡膠沉積原料或聚四氟乙烯等塑料及金屬填料，用柔性石墨帶材壓制的填料環(huán)是目前性能最好的泵閥用填料，對(duì)核能及其他高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的泵閥只能選用柔性石墨填料。填料采用的原料，纖維類(lèi)的有棉、麻、石棉、聚四氟乙烯等高分子纖維、碳纖維及金屬纖維（絲）等；箔帶類(lèi)有高分子材料、柔性石墨及金屬箔（鉛、錫、鋁、銅等）。多數(shù)的填料都是采用的復(fù)合型材料，如我國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柔性石墨編織填料，就是以各種纖維（棉、碳纖維、金屬絲等）增強(qiáng)的柔性石墨線（捻）編織而成。國(guó)內(nèi)常用的石棉紡織填料，也多數(shù)浸有橡膠、聚四氟乙烯、石墨等。金屬填料也多數(shù)與石棉/橡膠等包裹層復(fù)合。在書(shū)刊中一般將金屬填料單列為一種填料類(lèi)型，實(shí)際上其基本制備工藝也是編織或壓制，只是主體原料采用金屬。金屬填料通常使用于高溫高壓的工況，有些場(chǎng)合可以用柔性石墨填料取代。在手冊(cè)中金屬填料產(chǎn)品列入的很少，可能是由于用量不大，制備工藝比較復(fù)雜，所以專(zhuān)業(yè)密封件制造廠甚少生產(chǎn)，在一些大型設(shè)備企業(yè)自產(chǎn)自用。

（三）隨著技術(shù)的進(jìn)步，在動(dòng)密封領(lǐng)域出現(xiàn)了機(jī)械密封等更先進(jìn)的密封方式。但填料密封雖然是最原始的密封方法，但迄今仍廣泛應(yīng)用，其原因在于其原料廣泛，加工簡(jiǎn)單，成本低，并且使用操作簡(jiǎn)單，密封可靠。隨著新材料的使用其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，一些高溫（≥400℃)、高pv值（≥10MPa·m·s-1）的場(chǎng)合，填料仍然有很好密封效果。對(duì)于不同的設(shè)備及工況條件，在選擇和使用填料密封時(shí)必須注意以下的一些相關(guān)性能：填料的塑性：填料密封要求在軸向壓緊填料時(shí)，填料在徑向變形與軸緊密接觸，從而產(chǎn)生徑向緊壓力。只有在徑向壓緊力大于（至少等于）被密封介質(zhì)的內(nèi)壓力時(shí)才能保證密封效果。徑向壓緊力與所加油向壓緊力的比值即填料的柔軟性系數(shù)K，K一般小于或等于顯然K值越大，達(dá)到同樣密封效果所需加在壓蓋上的壓緊力越小。一般的加有潤(rùn)滑脂的填料由于填料K值的測(cè)量比較困難，可以利用填料材料的壓縮率和回彈率來(lái)大致判斷，壓縮率和回彈率高的材料，其填料的柔軟性系數(shù)一般也較高。填料壓緊后的彈性：這對(duì)于設(shè)備裝備時(shí)軸存在小的偏心時(shí)仍能保證密封很重要。有的書(shū)刊上稱之為浮動(dòng)彈性，這可能填料材料的回彈率來(lái)近似表示。填料的化學(xué)穩(wěn)定性：在服役期內(nèi)，填料不被介質(zhì)腐蝕、泡漲，不污染介質(zhì)，不造成密封面的腐蝕。填料材料及潤(rùn)滑劑與介質(zhì)的化學(xué)適應(yīng)性，在書(shū)刊中都有介紹。通常炭-石墨材料、聚四氟乙烯等高分子材料一般具有很好的耐酸堿性，金屬類(lèi)材料抗酸性差，石棉等無(wú)機(jī)礦物材料通常為硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)，對(duì)堿性人質(zhì)的抵抗能力差。必須指出填料-介質(zhì)系統(tǒng)對(duì)密封界面造成的電化學(xué)腐蝕在一些高精度設(shè)備中值得注意。石墨由于其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，在電化學(xué)系統(tǒng)中一般處在陰極狀態(tài)，從而使密封界面或設(shè)備構(gòu)件受到陽(yáng)極氧化腐蝕。國(guó)外已經(jīng)有緩蝕型柔性石墨商品牌號(hào)，通常在石墨中添加鉬酸鹽、磷酸鹽等緩蝕劑，可以大大降低密封界面的電化學(xué)腐蝕。國(guó)內(nèi)緩蝕型柔性石墨技術(shù)已經(jīng)在國(guó)家八五攻關(guān)項(xiàng)目中完成，但尚未商品化生產(chǎn)。自潤(rùn)滑性能：填料密封主要用于轉(zhuǎn)軸、往復(fù)軸的密封，密封面的潤(rùn)滑對(duì)降低摩擦系數(shù)、減少能耗、減小磨損很重要。由于一般填料密封設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，很少可以后續(xù)添加潤(rùn)滑劑，所以填料通常應(yīng)具有自潤(rùn)滑功能。聚四氟乙烯及石墨填料，具有很好的自潤(rùn)滑性能，聚四氟乙烯對(duì)鋼的摩擦系數(shù)一般在0.1以下，柔性石墨為0.05~0.15，在填料密封中使用效果很好。棉麻、石棉類(lèi)對(duì)鋼的摩擦系數(shù)在0.5~0.7，金屬類(lèi)填料為0.3~0.4。因此這一類(lèi)填料都要預(yù)先浸漬潤(rùn)滑劑或浸漬聚四氟乙烯、涂敷石墨等。

（四）密封的目的是堵塞泄漏。填料密封發(fā)生的泄漏主要是界面泄漏，編織填料則往往還存在滲透泄漏。界面泄漏主要是填料與運(yùn)動(dòng)軸之間的界面發(fā)生泄漏。填料與填料函的界面是靜密封界面，一般填料尺寸合適，使用得當(dāng)不會(huì)發(fā)生可察覺(jué)的泄漏。滲透泄漏則是編織原料纖維或箔片之間的界面間隙，因連通形成泄漏通道所致。所以編織填料通常都應(yīng)進(jìn)行浸漬處理，浸漬的目的不僅是改善潤(rùn)滑條件，而且浸漬物可以堵塞、截?cái)酀B透泄漏通道。填料的壓蓋擰緊作軸向壓縮時(shí)產(chǎn)生變形，貼緊軸面并產(chǎn)生徑向壓力，填料中的潤(rùn)滑劑被擠出在界面形成油膜。界面的接觸是不均勻的，接觸點(diǎn)與非接觸點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成不規(guī)則的迷宮，即迷宮效應(yīng)。這兩種效應(yīng)是填料密封的機(jī)理。所以，要取得良好的填料密封效果，在設(shè)備運(yùn)行中需要維持好軸承效應(yīng)和迷宮效應(yīng)。這通常是要保持良好的潤(rùn)滑和必需的壓緊力。在材料選擇上，自潤(rùn)滑好的填料能取得很好的密封效果，如柔性石墨、聚四氟乙烯等。柔性石墨不僅具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性，而且它本身特殊的固/氣兩相結(jié)構(gòu)非常適宜作密封材料。其特殊的氣相結(jié)構(gòu)是均勻、微小的密封氣孔，它不僅不會(huì)形成泄漏通道，而且使材料具有優(yōu)越的壓縮性和回彈性，從而保證了優(yōu)良的密封特性。0.125mm厚的柔性石墨薄膜，其氦氣的透過(guò)率僅為2×10-4cm3·s-1，在真空技術(shù)中也常采用柔性石墨密封。為了保證填料密封的潤(rùn)滑，一般填料常浸漬潤(rùn)滑劑，在使用過(guò)程中潤(rùn)滑劑逐漸消耗，不僅潤(rùn)滑性能降低，而且填料體積會(huì)減小使壓緊力下降，因此填料密封應(yīng)定期擰緊壓蓋保證壓緊力及潤(rùn)滑。對(duì)要求高的填料密封，填補(bǔ)函應(yīng)考慮有添加潤(rùn)滑劑的設(shè)計(jì)。在使用過(guò)程中，填料會(huì)有磨損，磨損與壓緊力及潤(rùn)滑狀態(tài)有關(guān)。通?？繅荷w的一端因壓緊力較大，磨損較大，不正確的裝填會(huì)導(dǎo)致快速磨損。過(guò)度磨損會(huì)導(dǎo)致密封失效，應(yīng)及時(shí)更換填料。填料及填料函的尺寸與軸的尺寸及介質(zhì)壓力有關(guān)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及書(shū)刊的參考圖表選取。對(duì)要求高的設(shè)備，填料函的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)。填料的裝填必須用專(zhuān)用工具及按照操作規(guī)程，不合理的裝填是密封失效的主要原因之一。

（五）密封技術(shù)及材料的落后必然制約機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)密封技術(shù)及材料已經(jīng)有了長(zhǎng)跑的進(jìn)步。跑冒滴漏問(wèn)題已經(jīng)有了重大的改善，過(guò)去車(chē)輛“停下來(lái)一大片、跑起來(lái)一條線”的現(xiàn)象已基本杜絕。但總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)密封技術(shù)及材料的水平還落后于世界先進(jìn)水平。在新材料的研制和應(yīng)用上，在滲漏的定量測(cè)試技術(shù)上，在密封材料及制品的規(guī)范化和系列化上以及涉及密封領(lǐng)域的技術(shù)引進(jìn)、信息網(wǎng)絡(luò)等，這許多方面的工作有待業(yè)內(nèi)人士、企業(yè)及科研院所、高校的努力及有關(guān)部位的組織，協(xié)調(diào)。我們相信隨著，我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)一步面向全球市場(chǎng)，我國(guó)的密封技術(shù)和材料會(huì)有更大的進(jìn)步和發(fā)展。