厌氧胶技术

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厌氧胶技术
• 对金属材料的反应程度不同 • 非活性金属可采用促进剂，加热固化
钢 铁 活 性 金 属 铜 黄 铜 青 铜 铝 非 活 性 不 锈 钢 锌 表 镀 面 镀 铬 表 面
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厌氧胶技术
固化加速方法： 固化加速方法 • 金属 • 促进剂 • 增压 • 加热
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厌氧胶技术
• 厌氧属性会使部分热塑性塑料软化，当承受压力时就会引起应力 厌氧属性会使部分热塑性塑料软化，
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普通预切式垫片的缺点
这 种 条 件 的 结 果 ， 使 预 切 式 垫 片 在 某 些 位 置 根 本 不 能 被 压 入 沟 底 。
渗 漏 的 可 能 性
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现场成形式垫片（ 现场成形式垫片（FIP） ）
FIP 垫 片 是 一 种 化 学 液 态 垫 片 ， 在 法 兰 装 配 前被涂在法兰的一个表面上，在法兰被装配 之 后 固 化。能 够 充 满 和 补 偿 法 兰 表 面 的 间 隙， 凹 点 ，划 痕 和 不 规 则 ， 形 成 一 个 可 靠 耐 久 的 100％ 的 密 封 。 ％
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产品应用
电气列车系统中的应用
问题: 螺栓每周都需要检查并重新上紧。 问题 螺栓每周都需要检查并重新上紧。
支架
铜线
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螺纹密封剂
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泄漏损失计算
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为什么会发生泄漏？ 为什么会发生泄漏？
没有100%的金属对接 螺纹的毁损 上紧扭矩疲软 热循环 使用了无效的密封剂 振动、冲击 存在过多的内部压力 使用了不合适的管件材料
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固化速度与温度的关系
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固化速度与促进剂的关系
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厌氧胶优点
• 单组份 / 不含溶剂 • • • • • • •
室温储藏 / 保存期长 室温固化 粘结多种材料 物理性能 耐热性能 耐化学性能 黏度范围大
• 、、、、、、
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局限
• 固化深度有限制 (0.50mm) • 非常硬 • 低剥离/冲击强度 • 可能产生应力裂纹或溶化塑料
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固化机理
I Me++ I Me++ R* M RO2 : : : : :
厌 金 自 单 稳 氧 属 由 体 定 引 发 剂 离 子 基 的 液 体
O 2
R*
RO2 ( 稳 定 的)
RM*
可 逆 反 应 固 化 机 理
RMM*
聚 合 物
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固化条件
• 无氧气 • 活性底材 - 过渡金属
• 黄铜 • 青铜 • 铁 • 钢，等
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为什么必须要使用垫片？ 为什么必须要使用垫片？
理论上的结合面: 理论上的结合面:
100％ 100％金属与金属接触 不需要任何垫片 ＝没有老化 ＝没有螺栓松动
没 有 渗 漏
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为什么必须要使用垫片？ 为什么必须要使用垫片？
实际上的结合面： 实际上的结合面：
经 济 的 机 械 加 工 方 法 无 法 保 证 法 兰 表 面 完 美 无 缺
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紧固防松的方法
方法分类
机械防松方法 螺钉防松方法 化学防松方法
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机械防松方法
变形螺纹 尼龙衬环 铸头垫片 锁齿 垫片
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机械方法缺陷
离散扭矩张力比
扭矩
张力
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机械方法缺陷
高成本低收效
锁固成本对比 机械锁固类型 每千对螺栓螺母相对成本 增长比例 125 ~ 163 % 塑料环锁固螺母 187 ~ 300 % 变形螺母 130 ~ 200 % 带塑料块螺母 250 ~ 412 % 带齿螺帽头 350 ~ 425 % 变形螺纹 100 % 液体锁固剂
会污染管内系统
• • • •
位置调整会留下空隙 喷涂后外观非常难看 不适用于不锈钢管件 耐热性能差
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“O” 形 圈
优点 密封性能优良 广泛应用于高压的液压管 路系统 缺点 易被螺纹划伤造成泄漏 密封部位需机加工或特殊 模具成型 价格较贵
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非固化油膏
• 优 点 • 价 格 便 宜 • 100% 填 充 间 隙 • 缺 点 • 不 固 化 • 会 被 管 内 压 力 剂 出， 造 成 泄 漏 • 耐 溶 剂 性 能 差
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LOCTITE
H2O H 2O
H2O
H 2O H2O
H2O H2O
H2O
H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H 2O
H O H2O H2O H2O 2 H2O H2O H2O H2O H2O H2反应速度O
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硅橡胶的固化机理
单组份硅胶的组成
链状低聚物硅氧烷 交联剂 促进剂 封端剂 补强剂 溶剂
CIP 垫片是硅橡胶垫片
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现场固化式垫片( 现场固化式垫片(CIP) )
粘接
粘接
CIP 垫片
压缩
装 配 前
CIP 垫片粘接在一个法兰面上 ( 通常为难于密封的表面) 对此表面实现100%密封，类似 于FIP垫片
垫片
表面接触面积减少
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为什么必须要使用垫片？ 为什么必须要使用垫片？
微 观 研 究 表 明 即 使 两 个 法 兰 表 面 都 是 最 好 的 机 械 加 工 表 面 ， 两 者 之 间 的 接 触 面 25％－35％ ％－35 积 也 只 有 25％－35％ 。
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为什么必须要使用垫片？ 为什么必须要使用垫片？
密封大间隙 （高CTV，达到6mm） ，达到6 ） 高度柔性 （延伸率高达600％以上） 延伸率高达600％以上） 600 CTV ＝ Cure Through Volume
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现场成形式垫片（硅酮胶 现场成形式垫片（硅酮胶FIP） ）
硅酮胶的其他优点
对 多 种 材 料 有 优 良 的 附 着 力 （－70℃～＋315 70℃～＋315℃ 适 应 各 种 工 作 温 度（－70℃～＋315℃ ） 耐 受 多 数 化 学 介 质
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非固化油膏
• 优点 • 价格便宜 • 100% 填 充 间 隙 • 缺点 • 固 • 会 管内压 • 剂
剂
，
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厌氧型螺纹密封剂的优点
1. 可随时完全密封螺纹紧固件 2. 可在任何位置锁固并密封 3. 不会阻塞管道系统 4. 具备即时密封性能 5. 强度可控性 6. 7. 8. 9. 保持整合区域洁净 可用简单的工具进行分解 良好的抗化学制剂性 具有防腐性能
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产品应用
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产品应用
石油平台钻孔机操作
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平面密封
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乐泰法兰密封技术
法兰密封的定义
将 一 种 衬 垫 材 料 置 于 两 个 法 兰 表 面 之 方 法 . 间, 依 靠 螺 栓 一 类 的 机 械 紧 固 件 压 紧， 防 止 法 兰 渗 漏 的
垫 片 --- 位 于 法 兰 之 间 的 密 封 材 料 法 兰 --- 两 个 配 合 件 的 结 合 表 面
两步反应
~OSiR2OH + CH3SiX3 ---- OSiR2OSiX2CH3 + HX ~OSiR2OSiX2CH3 + 4H2O --- OSiR2OSiCH3 + 4HX
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硅胶的种类
脱醋酸 脱肟 室温固化 脱丙酮 脱醇 单组份 紫外线固化 其它
加热固化 硅胶 室温固化 双组份 加热固化 脱醇 其它
可使用更经济的表面机械结构方法
装配之前不会固化
不必尽快装配，因为厌氧材料的固化只能在法 兰合拢以后才会发生
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硅橡胶的固化机理
固化机理
Cure Factor 和空气中的湿气反应
同时产生副产品
Reacts with moisture in the air Generates by-product HO
厌氧型胶粘剂技术
提要
• 厌氧胶历史 • 固化机理和特性 • 厌氧胶分类 • 其他
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厌氧胶的历史
Vernon Krieble教授
Robert Krieble 博士
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厌氧胶技术
施 胶
装 配
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基本化学配方
• • • • • •
单体(二甲基丙烯酸酯) 引发剂 固化加速剂 稳定剂(过氧化物) 效能改性剂 形态改性剂
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我们对紧固件的要求
装配简单 无意外松弛 无咬死现象 易拆卸 可重复使用 降低成本
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化学螺纹锁固剂的卓越之处
单组份 100％填充间隙 不收缩 不同的粘接力补偿 因螺旋角而产生的松 动倾向
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扭矩增大
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控制润滑度得到稳定张力
扭矩
张力
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厌氧螺纹锁固剂的优点
1. 抗振动－避免故障发生 2. 装配及拆卸都非常简便 3. 密封可防止螺纹腐蚀 4. 库存成本低——一种包装规格适合所有场合
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垫片的种类
预切式垫片 固体垫片 现场固化垫片 (CIPG) 垫片 溶剂型垫片 液体垫片 现场成型垫片 (FIPG)
加热
紫外线
硅胶
厌氧胶
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普通预切式垫片的缺点
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普通预切式垫片的缺点
表 面 压 力 分 布 不 均 匀
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普通预切式垫片的缺点
法 兰 表 面－ 法 兰 表 面 之 间 压 力 的 测 定 红 色 区 域 ＝ 压 力 足 够 白 色 区 域 和 浅 色 区 域 ＝ 压 力 不 足 或 没 有 压 力
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管螺纹密封方式分类
特氟隆胶带 固体 “ O” 形 圈 螺纹密封 非固化油膏 液体 溶剂基油膏 厌氧胶
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特 氟 隆 胶 带
•优 点
• 随 处 都 可 以 买 到 • 润 滑 性 好 • 即 时 密 封 性 能 好
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特 氟 隆 胶 带
• 缺点 • 需要烦琐的手工缠绕 • 缠绕层很难达到一致 • 上紧螺纹时产生的碎屑
CIP 垫 片 是 一 种 化 学 垫 片 。.它 们 被 全 自 动 涂 胶 机 涂 在 法 兰 的 一 个 表 面 上， 固 化 后 形 成 一 个 可 靠 的 可 重 复 使 用 的 硅 橡 胶 压 缩 垫 片 。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
现场固化式垫片( 现场固化式垫片(CIP) )
这些材料固化后，形成一种弹性体垫片，粘接在施 胶表面上。当法兰装配时，它们依靠压力实现密封。 可以将它们看作预切式垫片和现场成形垫片的结合 产品。
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现场成形式垫片（硅酮胶 现场成形式垫片（硅酮胶FIP） ）
硅酮胶垫片的缺点
不可用于长时间接触汽油
硅橡胶接触石油基燃料时将会膨胀
不可用作汽缸垫片
活塞经过汽缸垫片需要使用硬表面垫片
涂胶以后必须立即装配
涂胶之后固化即随之开始，涂胶须后立即装配
低强度
硅橡胶无助于法兰的整体强度
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现 场 固 化 式 垫 片(CIP) )
开裂 酚醛树脂 热固性 塑 料 ABS 树 脂 热塑性 PVC 丙烯酸 聚碳酸脂
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环氧树脂 尼 龙 聚 酯
厌氧胶技术
包装瓶
n n n
LDPE 透气性好 环保型
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影响厌氧胶固化的因素
• 基材 • 填充间隙 • 温度 • 促进剂 • 表面清洁度
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固化速度与基材的关系
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固化速度与填充间隙的关系
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现场成形式垫片（ 现场成形式垫片（FIP） ）
FIP 垫 片 是－－－
厌 氧 胶
或 者 是－－－
RTV 硅 酮 胶
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传统方法存在的问题
预切垫圈与F.I.P.G（厌氧）间的比较 （厌氧） 预切垫圈与
预切垫圈 F.I.P.G
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现场成形式垫片（厌氧 现场成形式垫片（厌氧FIP） ）
厌氧性垫片的附加优越性： 厌氧性垫片的附加优越性： 宽松的表面精度要求
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硅胶的种类
固化后性能对比
类型 脱醋酸型 脱氨型 脱肟型 脱醇型 优点 透明，粘结性好 无腐蚀性 无臭味，物理性能好 无腐蚀性 缺点 恶臭，腐蚀性强 有氨味 使铜，黄铜变色 物理性能差
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现场成形式垫片（硅酮胶 现场成形式垫片（硅酮胶FIP） ）
硅酮胶FIP的优点 硅酮胶FIP的优点： FIP
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为什么螺纹紧固件会松动呢？ 为什么螺纹紧固件会松动呢？
设计上是可拆的 螺纹是一个斜面 下坡比上坡省力30％
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为什么螺纹紧固件会松动呢？ 为什么螺纹紧固件会松动呢？
开始时紧固件就未正确地上紧。 紧固件夹紧的两个表面间存在相对移动。
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导致螺纹紧固件松脱因素
运动因素 旋转振动 横向振动 测向振动 横向冲击 测向冲击 非运动因素 塑性变形 微振磨损 热膨胀 垫片放松(蠕变)
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厌氧胶的应用
螺 纹 锁 固 螺 纹 密 封 平 面 密 封 圆 柱 固 持
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螺纹锁固
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为什么需要可靠的螺纹紧固件呢？ 为什么需要可靠的螺纹紧固件呢？
每台设备都由许多零件靠螺栓连接在一起的。 50％的生产工时都是用于装配零件。 降低装配成本的最简单的方法就是确保安装好的紧固件 保持紧固状态。
65％－75％ ％－75 也 就 是 说 ， 其 余 65％－75％ 的 表 面 面 积 没 有 任 何 接 触 。 法 兰 系 统 内 部 的 压 力 流 体 可 能 渗 漏， 同 时 ， 外 部 的 污 染 物 质 也 可 能 侵 入 法 兰 系 统 内 部 。
如 法 的 ％
果 在 这 种 情 况 下 不 使 用 垫 片， 兰 系 统 内 部 的 流 体 就 有 强 烈 渗 漏 倾 向 ， 因 为 无 法 实 现 100 的密 封 。