CN87101540A - 隔热油管高温密封环及其技术 - Google Patents

Abstract

隔热油管高温密封环，其原料为填充聚四氟乙烯树脂。其制造工艺与冶金粉末制造工艺相似。本发明具有耐低温(-20℃不脆裂)、耐高温(350℃不变质)、耐压(在200公斤/厘米²条件下，连续工作15天仍有一定强度和弹性)等特点，因之密封性能好并能保证安装要求，可广泛地应用于绸油热力开采生产中。价格适宜、节省外汇。

Description

本发明用在热力开采绸油用的隔热油管的密封处，涉及聚四氟乙烯填充及模压成型技术。

目前国内外绸油热力开采所使用的隔热油管及其高温密封环，均由少数工业先进国家进口，其中美国产品为好。我国绸油储量丰富，热力开采所用的隔热油管及其高温密封环就是由美国进口的。其中的高温密封环，系以分散体聚四氟乙烯树脂为原料挤压而成，产品在一般情况下性能良好。但有时质量不稳定，主要问题是由于高温密封环受热熔融粘在两根隔热油管连接处的丝扣上，因而造成石油泄漏，影响生产，检修起来也特别困难。辽河油田绸油攻关指挥部曾因此向美国GE通用电器公司索赔（美方已赔偿）。

本发明的目的是，以充填聚四氟乙烯树质为原料，用模压成型的工艺制成一种强度高、密封性好的隔热油管高温密封环。

本发明所用原料及规格如下：

悬浮体聚四氟乙烯树脂 比重2.4克/厘米³20-24目

玻璃纤维粉 比重2.3克/厘米³、无碱无腊200-250目

高温搪瓷色    100目以上

原料配方

悬浮体聚四氟乙烯树脂    70-85%（重量）

玻璃纤维粉    5-25%（重量）

高温搪瓷色    0.4-2.0%（重量）

各组份总和    100%（重量）

最佳配方为：

悬浮体聚四氟乙烯树脂    79±0.5%（重量）

玻璃纤维粉    20±1%（重量）

高温搪瓷色    0.5±0.1%（重量）

各组份总和    100%（重量）

本发明的生产工艺如图1所示，现叙述于后：

1.予处理

（1）烘干：将三种原料分别放在容器（盘）内送入烘箱中，在100-120℃条件下恒温4-6小时，烘出水份。

（2）粉碎：将烘干的原料用粉碎机械分别按要求细度粉碎。

（3）过筛：将粉碎的原料过筛，要分别达到各自的细度要求。

烘干、粉碎和过筛，必须在十分清洁的条件下进行，以免影响制品的质量。

2.混料

本发明采用粉末混合法，即将三种过筛的原料置于混料机中，开动搅拌，达到混合均匀为止。

3.压制

（1）加料：将混合均匀的物料，加入模具中，其加料量的计算公式如下：

M＝Vd

式中：M-加料量、克

V-予成型品体积，厘米³

d-物料比重，通常采用2.15-2.4克/厘米²。

压制模具要非常洁净。加料要一次完成，并用刮刀刮平，不得有偏存现象。

（2）压制：加完料，立即盖上压模，放在油压机工作台上并对准中心位置，开动油压机徐徐升压，升压速动要慢，以便使模腔内的空气有足够的时间逸出。升压速度要依制件的高度和形状而定，较大件升压速度在5-10毫米/分为宜，一般制件升压速度可在10-20毫米/分。压制压力可在400-900公斤/厘米²，最佳压制压力为700公斤/厘米²。

上述压力不等于压力机压力表反应的数值，要通过下列公式计算：

中：P-油压机压力表读数，公斤/厘米²

S-压力油缸活塞面积，厘米²

P₁-压件压制压力，公斤/厘米²

S₁-制件横断面，厘米²。

制件压制压力达到所需值后，必须保压一段时间，使压力均匀地传递到制件内部。一般制件保压3-5分钟，较大件保压10-15分钟。降压时，速度要缓慢，防止回弹作用。

4.脱模

在自由状态下烧结的制件，非常脆弱，所以脱模操作要特别小心，防止制件受外力受损。脱模后的制品，还要修去边屑，打上批号，准备烧结。

5.烧结

烧结是在热空气循环回转式烧结炉中进行。烧结过程由升温、保温、降温三个阶段构成，烧结是本发明成型过程中的关键，如控制不当，将导致制件翅曲、变形裂纹。

（1）升温：炉中物料从室温缓慢加热到327℃（聚四氟乙烯熔点），经一定时间保温（一般每毫米制件保温3分钟），然后升温至370-380℃（此时单独微粒粉末熔解成整体），为了使烧结件内部达到均匀烧结，还要保温一段时间（一般每毫米制件保温三分钟），然后缓慢降温至40℃即可出炉。

烧结过程中升温、保温、降温工艺规纳如表：

表    填充聚四氟乙烯的烧结工艺

制品直径或厚度    升温速度℃/小时    保温时间.小时    冷却速度

毫米    室温→200℃    200-380℃    380±5℃    降至315℃    ℃/小时

＜10    快速升温    60-80    0.5    0.5    60-80

10-20    快速升温    60-80    1    0.5    60-80

20-40    快速升温    60-80    2    0.5    60-80

40-60    快速升温    60-80    3    1    60-80

60-80    快速升温    60-80    4    1    60-80

6.整型、冷却

为保证制品件规格、质量，必须整型。烧结件初步检查合格，放入烘箱中加热至150-200℃取出，放入定型模具中定型。定型后用水或空气冷却至40℃左右。

7.机械加工

本发明是制成高度大于110毫米管状压制件，烧结、整型、冷却后，按要求规格、标准车削成环。

本发明可制成“方型”、“O”型或“V”型环，环的直径可大可小。本发明所用的设备均属公知。

本发明的优点是：由于在聚四氟乙烯树脂中加入了充填料，使制成的高温密封环的物理性能有很大改善（主要是钢性、导热系数、热膨胀系数、耐蠕变性、抗压强度、负荷下变型等方面），所以强度高，密封性好，不粘丝扣。本发明所使用的聚四氟乙烯树脂是悬浮体（其价格比分散体聚四氟乙烯树脂便宜得多）且加入一部份玻璃纤维粉，因此价格较低，且可节省外汇。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图

图2是本发明结构示意图

实施例

用上海产的SFX-D悬浮体聚四氟乙烯树脂1590克，南京产的无碱无腊玻璃纤维粉400克、高温搪瓷色10克，经予处理、混料、压制、烧结、整型冷却，机械加工制成一批隔热油管高温密封环（外径115毫米、内径109.6毫米、高4毫米），经辽河油田署光、高升采油厂（在保密情况下）试用，密封效果很好。

样品经测试数据如下：

耐低温性能：在-18-24℃温度下，冷冻30天、不破不裂，仍有一定弹性;

耐高温性能：在339-350℃，160-200公斤/厘米²条件下，经33小时后，密封良好，取出后未发生硬化和断裂。

Claims (4)

1、一种绸油开采用的隔热油管高温密封环，其特征在于由20-24目聚四氟乙烯树脂、200-250目玻璃纤维粉和大于100目的高温搪瓷色构成。

2、根据权利要求1所叙述的高温密封环，其特征在于它的成份范围为：

20-24目聚四氟乙烯树脂  70-85%（重量）

200-250目玻璃纤维粉  5-25%（重量）

大于100目高温搪瓷色  0.4-2.0%（重量）

各组份总和为  100%（重量）

3、根据权利要求2所述的高温密封环，其特征在它的最佳成份范围为：

20-24目聚四氟乙烯树脂  79±0.5%（重量）

200-250目玻璃纤维粉  20±0.1%（重量）

大于100目的高温搪瓷色  0.5±0.1%（重量）

各组份总和为  100%（重量）

4、一种制造隔热油管高温密封环的方法，其特征在于由予处理、混料、压制、脱模、烧结、整型冷却和机械加工等工序构成。

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