美國(guó)空軍致力尋找可以在-54℃~+240℃工作的密封材料,全氟醚密封圈以求解決高寒地區(qū)施工機(jī)械(美國(guó)阿拉斯加油田的開(kāi)發(fā)和原蘇聯(lián)第二條西伯利亞鐵路的施工,它的現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械,要求其密封件長(zhǎng)期在-48℃~-53℃正常工作)的密封問(wèn)題。另外,航空與航天工作裝備更需要耐寒性能好的氟橡膠。因此,美國(guó)杜邦公司和3M公司進(jìn)行了大量的耐低溫氟橡膠的研究工作。其動(dòng)態(tài)使用較底溫度為-46℃,而Vi2tonECD-487則滿足航空密封劑-54℃的要求。在使用氟橡膠油封上,曾經(jīng)有人擔(dān)心低溫下不能密封的問(wèn)題(因?yàn)樗?20℃就變硬了)實(shí)際上,氟橡膠油封在-57℃下的低溫試驗(yàn)中,并未發(fā)現(xiàn)破壞和過(guò)分磨損。因此,它在低溫下使用是沒(méi)有問(wèn)題的。 在特定條件下的超低溫密封,也可以通過(guò)氟橡膠去解決。下面介紹有關(guān)這方面的試驗(yàn)和應(yīng)用例子。
(1)KH-1熱釋電儀的密封:該儀器是80年代中國(guó)科院的新產(chǎn)品。全氟醚密封圈主要是解決國(guó)內(nèi)各高等院校的研究?jī)x器,我們?yōu)槠渑溆梅鹉zO形圈,其工作溫度為-150℃~+250℃,經(jīng)每次使用,密封良好。
(2)S-1型液氮輸送器是北京儀器廠設(shè)計(jì)的。全氟醚密封圈是解決液氮從杜瓦瓶甘低溫容器輸入到低溫設(shè)備(如冷阱)的儀器。該儀器的所有低溫密封均采用氟橡膠O形圈,F(xiàn)FKM是什么材料,經(jīng)多次使用,安全可靠,低溫密封良好。
(3)周長(zhǎng)半英里的大型粒子加速器的真空室密封,全氟醚密封圈是采用維通型氟橡膠材料,可以達(dá)到10-5帕的真空度。它還成功用于-253℃、70 大氣壓的氦容器的密封
(4)在靜態(tài)無(wú)沖擊的條件下,全氟醚密封圈維通氟橡膠O形圈可以在-240℃下使用。 氟橡膠用于壓縮型密封中,超低溫的密封與采用的壓縮率是緊緊相聯(lián)的。有人做過(guò)這樣的試驗(yàn):采用VitonA加工的O形圈,當(dāng)壓縮率為42%時(shí),在-41 ℃下就不能密封;而當(dāng)壓縮率增加到。
(5)美國(guó)杜邦公司的彈性體手冊(cè)介紹:“VitonA用于靜密封時(shí),全氟醚密封圈即使在-273℃下也可滿足要求”。氟橡膠由于受到分子結(jié)構(gòu)的限制,它的低溫性能不太好。在低溫動(dòng)態(tài)密封中,應(yīng)盡量利用它具有高彈性的溫度區(qū)段進(jìn)行使用;在靜態(tài)密封中,只要無(wú)沖擊,采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),氟橡膠可以解決-273℃的密封。因此,正確使用氟橡膠,可以在低溫工程的密封上,發(fā)揮更大的作用。