填料靜密封質量狀況分析

2015-04-11 喻志強 合肥通用機械研究院

  對填料靜密封產品2011~2013年檢測結果數據進行比較分析,發現目前填料靜密封產品合格率有下降趨勢,并指出了主要檢測不合格項目及各項目的不合格率,總結了檢測結果反映的主要質量問題以及原因分析。

  引言

  填料靜密封一般應具有良好的物理和機械性能、回彈性高、壓縮永久變形小、密封可靠、加工方便和使用壽命長。密封材料的作用使它成為國防、化工、石油、煤炭、交通運輸和機械制造等國民經濟主要行業中的基礎部件和配件。密封件雖然只是個零部件,但往往卻能決定機器設備的安全性、可靠性和耐久性。真空技術網(http://smsksx.com/)認為其作用對整臺機器、整套裝置甚至整個工廠的影響很大。因此,填料靜密封產品被國家質檢總局列為特種設備取證產品。

  但是近年來填料靜密封產品質量普遍都不太高,通過對近幾年國家密封件產品質量監督檢驗中心(以下簡稱“國家中心”)的檢測結果分析發現近幾年來產品質量基本上停滯不前,甚至個別產品質量合格率有下降的趨勢,應該引起生產企業、行業監管部門以及廣大用戶的重視。

1、行業概況

  1.1、行業現狀

  我國密封技術發展起步較晚,起步于20世紀60年代,但發展速度較快。近幾年來,隨著經濟的發展,密封行業的發展也很快。但與其他行業不同的是,密封行業發展雖快,密封企業變化卻較慢。比如20世紀70年代末80年代初,僅在江、浙、魯有幾家生產廠家,而現在無論是沿海、內地,還是南方、北方,處處可見密封件廠,整個密封行業已由以前的幾家,發展到500多家,絕大多數為取得特種設備制造許可證書的企業,這種發展速度可以說是很快的了。但就企業個體來講,許多企業變化不大,生產規模迂回不前,有的甚至出現倒退,科技力量不僅沒有大的增加,有的反而在削弱,很多廠家仍抱著“四老”不放,即老產品、老技術、老設備、老規模。當然也有部分企業,仿制仿造一些產品的能力較強,但在整個行業中具備獨立開發新品能力的企業卻不多。

  綜上所述,我們的密封行業競爭力較弱,但這是指一些小型企業,我們也有一些力量較強的公司或工廠。國外雖有幾家著名的大企業,但也同樣有較多的小型企業,還有很多專做密封生意的商業性公司向中國購買產品,去本國或他國銷售,所以就整個國際同行來講,優劣勢是各有千秋。

  1.2、取證情況分析

  填料靜密封產品是國家質量監督檢驗檢疫總局列入的特種設備取證產品,主要包括纏繞墊片、復合增強墊片、非金屬墊片、金屬墊片、柔性石墨墊(板)、模壓填料、編制填料等。2010~2011年取得密封件制造許可證書的企業達到245家。2012~2013年取得密封件制造許可證書的企業達到210家,其中有190家生產纏繞墊片、154家生產復合增強墊片、125家生產非金屬墊片、73家生產金屬墊片、8家生產柔性石墨墊(板)、30家生產模壓填料、27家生產編織填料。從取證情況分析目前國內絕大多數生產填料靜密封產品的企業主要仍以生產墊片系列產品為主,產品比較單一。目前核電用密封材料的生產企業很少,核電已經成為國家發展的重點,應大力開發,滿足國內核電行業發展需要,目前核電系統用密封材料主要依賴進口,國內產品無論在設計、制造還是材料與工藝上,都無法與國外競爭,產品密封性能差,壽命短。核級嵌入式石墨纏繞墊片,目前主要還是采購進口墊片。今后我國密封行業應加快發展核電用密封材料的開發生產,增強我國核電用密封產品的生產能力。

2、檢測情況分析

  2.1、檢測的總體情況

  目前國家中心檢驗的填料靜密封產品有纏繞墊片、復合增強墊片、非金屬墊片、金屬墊片、柔性石墨墊(板)、模壓填料、編制填料的特種設備型式試驗和企業新產品或者變型產品委托檢驗等檢測任務。2013年全年共出具各類檢驗報告946份,其中,委托檢驗569份,型式試驗(表1~表3中簡稱“取證”)377份。

  2.2、檢驗的情況分析

  表1~表3和圖1、圖2詳細列出了近3年(2011~2013年)各類產品檢驗基本情況表。

  從表1~表3和圖1、圖2可以很明顯的看出近3年(2011~2013年)產品質量出現了明顯的下滑趨勢,特別是委托檢驗的7類密封件產品批次合格率全部出現了下滑(如圖1所示),下滑最嚴重的為非金屬墊片,產品合格率從2011年的80%下降到2013年的43%,產品質量不容樂觀。型式試驗產品中的柔性石墨墊(板)下滑趨勢也很明顯,產品合格率從2011年的80%下降到2013年的50%,由于2013年這類產品型式試驗檢測批次僅為2批次,數據可能不具有代表性,但是該類產品2013年委托檢測的合格率也僅為53%,型式試驗與委托檢測的數據基本上吻合,這說明柔性石墨墊(板)合格率下降不是個別現象,而是反映了產品的質量趨勢。

表1 2011 年檢測基本情況

填料靜密封質量狀況分析

表2 2012 年檢測基本情況

填料靜密封質量狀況分析

表3 2013 年檢測基本情況

填料靜密封質量狀況分析

填料靜密封質量狀況分析

圖1 委托檢驗產品批次合格率

填料靜密封質量狀況分析

圖2 型式試驗產品批次合格率

填料靜密封質量狀況分析

圖3 所有檢測產品批次合格率

  通過對圖1、圖2的比較發現,同類產品中委托檢測的產品合格率基本上低于型式試驗產品合格率,由于委托檢測的產品基本上是新產品或者改型產品,這從另一個方面反映,目前密封件新產品質量比傳統產品質量差。

  從圖3可以看出所有檢測的七類產品中2011年產品合格率均高于2013年產品合格率。產品質量成下降趨勢,國家應該進一步加強對填料靜密封產品質量的監管,否則產品質量將進一步下降。

3、檢測結果反映的問題及其原因分析

  從近3年檢測的結果分析來看,主要存在金屬纏繞墊片壓縮率、回彈率、硫含量和熱失重等項目不合格。

  3.1、金屬纏繞墊片產品的壓縮率不達標

  推薦性國家標準GB/T4622.3-2007《纏繞式墊片技術條件》規定,金屬纏繞墊片的壓縮率指標為18%~30%。2013年共檢測墊片599份,壓縮率達不到國家標準規定的要求有192份,不合格率約為32%。墊片壓縮率過大,在正常安裝預緊力下容易造成墊片結構破壞;壓縮率過小,使用時需要的初始安裝預緊力較大,不易達到密封效果,容易造成跑、冒、滴、漏。

  3.2、墊片產品的回彈率不合格

  墊片的回彈率是墊片卸載至初始載荷時,墊片恢復彈性的能力。墊片的回彈率大,表明墊片的補償能力強,密封效果好。國家標準GB/T4622.3-2007《纏繞式墊片技術條件》規定,柔性石墨金屬纏繞墊片的回彈率不小于17%,聚四氟乙烯金屬纏繞墊片的回彈率不小于15%,2013年檢測的墊片產品599份,回彈率達不到國家標準規定的要求有90份,不合格率約為15%。檢測中有個別柔性石墨金屬纏繞墊片產品的回彈率僅為10.2%,個別聚四氟乙烯金屬纏繞墊片產品的回彈率僅為10.4%,低于標準要求。另外還有部分填料產品的硫含量和耐溫失量有不合格的情況。

  3.3、硫含量不合格

  JB/T7758.2-2005《柔性石墨板技術條件》[6]中規定的柔性石墨板材硫含量≤1200μg/g,2013年測試的少數板材硫含量檢測結果達到3220μg/g,全年硫含量不合格率約為5%,這種板材制造的密封制品會對密封法蘭產生較強的腐蝕。

  3.4、熱失重不合格

  JB/T7758.2-2005《柔性石墨板技術條件》中規定的柔性石墨板材(600℃)熱失重≤20%,2013年測試的少數板材熱失重檢測結果達到30%,全年硫含量不合格率約為2%,這種板材制造的密封制品會在高溫密封工況環境下快速失效。

4、總結

  從近年來檢測的情況來看,我國填料靜密封產品質量狀況不容樂觀,特別是產品壓縮率不達標的情況非常普遍,占檢測產品的1/3左右。導致不合格的主要原因是生產企業質量意識不強。只要解決好以下幾方面,這些質量問題也就迎刃而解。

  (1)加強質量監督管理,特別是對非金屬密封材料集散地市場嚴格管理,摸底排查,打擊假冒偽劣產品,杜絕以次充好的不良行為,凈化市場,維護公平競爭;

  (2)提高企業領導質量意識,促進企業重視產品質量,推動企業建立健全質量保證體系,完善各項規章制度;

  (3)鼓勵企業進行設備改造、技術更新,加大技術改造力度,使企業樹立以質量求生存,以質量促效益的觀念;

  (4)加大打擊假、冒、偽劣產品的力度,嚴厲查處無證生產企業,同時積極向用戶推薦獲證產品的生產企業。