碳素纖維盤根之所以能在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕的泵閥里“游刃有余”,關(guān)鍵一步是“后處理”。編織成型只是給了它“骨架”,后處理才賦予“血肉”與“盔甲”。工業(yè)實(shí)踐里,必須把好以下四道關(guān)。
1.高溫定型
盤根坯體送入高溫惰性爐,保溫30–60 min。纖維內(nèi)上漿劑輕度碳化,揮發(fā)出小分子,單絲之間形成“點(diǎn)焊”結(jié)點(diǎn);同時(shí)編織角被鎖定,回縮率由5%降至<1%,裝填后不再“松褲腰”。
2.表面氧化
碳化后的纖維表面惰性大,與填料顆粒“互不搭理”。工廠普遍采用陽極電解氧化:5%磷酸銨溶液、電流密度0.5–1 mA·cm?²,只需90 s,就在纖維表面長出–COOH、–OH等活性基團(tuán),粗糙度Ra由0.1µm提到0.3µm,界面剪切強(qiáng)度提高30%,盤根在高速軸上不再“打滑”。
3.浸漬潤滑
把氧化后的盤根浸入PTFE/石墨乳液,真空–0.09 MPa保持10 min,讓微孔“喝飽”;再經(jīng)120℃熱風(fēng)固化,表面形成3–5µm柔性膜。摩擦系數(shù)由0.25降到0.08,泵軸功耗下降15%,同時(shí)石墨膜阻斷氧氣,高溫下燒蝕失重由8%降至2%。
4.尺寸整定與質(zhì)檢
浸漬后的盤根通過冷壓定型模,壓縮至設(shè)計(jì)密度1.4±0.05 g·cm?³,橫截面誤差≤0.2 mm;再經(jīng)激光外徑測量、回彈率及泄漏量在線檢測,數(shù)據(jù)自動(dòng)歸檔,確保每卷盤根出廠即可直接裝填。
把高溫定型、表面氧化、浸漬潤滑、尺寸整定四步做扎實(shí),碳素纖維盤根才能從“軟編織”升級為“硬密封”,在石化、電力、核電等關(guān)鍵軸封處長期“零泄漏”服役。
