球閥閥座密封材料主要有特殊高分子和金屬密封2類。

圖1 旋轉(zhuǎn)式密封閥座

一、特殊高分子材料

高分子材料分通用高分子材料和特殊高分子材料兩大類。通用高分子材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂等。特殊高分子材料主要有聚四氯乙烯、聚三氟氯乙烯、聚全氟乙丙烯、聚醚醚酮和聚酰亞胺等。

1、聚四氟乙烯

聚四氟乙烯(PTFE-F4)具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性，并具有不粘性、良好的自潤滑性和低摩擦系數(shù)(0.05)等特點(diǎn)，但是有冷流傾向。可長期工作在-250~260℃之間，可承受5MPa載荷，密度為2.2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.25W/(m.c)，線膨脹系數(shù)為(10~15)×10-5/℃，抗拉強(qiáng)度為10~30MPa，彈性模量為400MPa，抗壓強(qiáng)度為710MPa，彎曲強(qiáng)度為14MPa。能耐濃酸、濃堿、強(qiáng)氧化劑(如王水)和任何濃度沸騰的氫氟酸等介質(zhì)。

2、聚三氟氯乙烯

聚三氟氯乙烯(PCTFE-F3)具有優(yōu)良的耐寒性，強(qiáng)度和硬度高，尺寸穩(wěn)定性好，無冷流傾向。使用溫度在-195~120℃，密度為2.1g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.058W/(m.c)，線膨脹系數(shù)為(415~710)×10-5/℃，抗拉強(qiáng)度為35~40MPa，彈性模量為1300MPa，抗壓強(qiáng)度為50~70MPa，彎曲強(qiáng)度為70MPa。能耐較高溫下的無機(jī)酸、較低溫度下的鹽溶液強(qiáng)氧化劑，也能耐室溫下的大多數(shù)有機(jī)介質(zhì)。

3、聚全氟乙丙烯

聚全氟乙丙烯(PFEP-F46)具有耐高溫和耐低溫性能，可在-85~205℃范圍內(nèi)長期工作，密度為2.1g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.25W(m.c)，線膨脹系數(shù)為(9.5~19.6)×10-5/℃，抗拉強(qiáng)度為19~20MPa，抗壓強(qiáng)度為710MPa，彎曲強(qiáng)度為14MPa。具有與聚四氟乙烯相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)穩(wěn)定性，能耐各種濃度的無機(jī)酸、堿、醇、酮、烴類、鹵代烴、芬烴、油脂和去污劑等。

4、聚酰胺

聚酰胺(N1010)在常溫下具有較高的抗拉強(qiáng)度，良好的沖擊韌性，高的硬度和疲勞強(qiáng)度，特別是耐磨性和自潤滑性能優(yōu)異，低摩擦系數(shù)(0.03)等特點(diǎn)。密度為1.5g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.25W/(m#c)，線膨脹系數(shù)約為10.5×10-5/℃，抗拉強(qiáng)度為196MPa，彈性模量為1300MPa，抗壓強(qiáng)度為310MPa，彎曲強(qiáng)度為310MPa，耐化學(xué)性能良好，耐弱酸、弱堿和一般溶液，耐油性能優(yōu)異。

5、對位聚苯

對位聚苯(PPL)具有耐高溫性，耐化學(xué)腐蝕性，抗溶劑性，自潤滑性，耐輻射性，低摩擦系數(shù)(0.13)等特點(diǎn)。密度為2g/cm3，線膨脹系數(shù)約為5.1×10-5/℃，硬度為80HS，抗拉強(qiáng)度為16MPa，抗壓強(qiáng)度為48MPa，彎曲強(qiáng)度為28MPa。能耐硫酸、氫氟酸等強(qiáng)酸強(qiáng)堿的腐蝕。

6、聚醚醚酮

聚醚醚酮(PEEK)具有熱固性塑料的耐熱性，化學(xué)穩(wěn)定性和熱塑性塑料的成型加工性能，連續(xù)使用溫度可達(dá)240℃以上，玻璃纖維增強(qiáng)可達(dá)300℃以上，密度為1.3g/cm3，抗拉強(qiáng)度為162MPa，彎曲強(qiáng)度為233MPa。除濃硫酸及硝酸外，能耐大多數(shù)及無機(jī)溶劑的侵蝕，可在200~260℃的蒸汽中長期使用。

7、聚酰亞胺

聚酰亞胺(PI)是一種新型耐高溫工程塑料，可在-240~260℃的空氣中長期使用，具有優(yōu)異的電絕緣性、耐磨性、抗高溫輻射性能和物理機(jī)械性能。抗拉強(qiáng)度為100MPa，彈性模量為4MPa。在室溫下能耐稀酸和大多數(shù)有機(jī)溶劑，但不耐強(qiáng)氧化酸和強(qiáng)酸，也不宜長期浸于水中。

二、金屬密封材料

金屬密封表面硬度高且有合適的硬度差。可通過表面硬化來提高硬度，增強(qiáng)耐磨性能。金屬密封材料主要有鉻基硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金、鎳合金、碳化鎢、不銹鋼等(表1)。

表1 金屬密封材料