Изборът на материал за вашето уплътнение е важен, тъй като той ще играе роля при определянето на качеството, продължителността на живота и производителността на приложението и намаляването на проблемите в бъдеще. Тук ще разгледаме как околната среда ще повлияе на избора на материал за уплътнение, както и някои от най-често срещаните материали и за кои приложения са най-подходящи.
Фактори на околната среда
Средата, на която ще бъде изложен тюленът, е от решаващо значение при избора на дизайн и материал. Има редица ключови свойства, от които уплътнителните материали се нуждаят за всякакви среди, включително създаване на стабилна уплътнителна повърхност, способна да провежда топлина, химически устойчива и добра устойчивост на износване.
В някои среди тези свойства ще трябва да бъдат по-силни, отколкото в други. Други свойства на материала, които трябва да се вземат предвид при разглеждане на околната среда, включват твърдост, коравина, топлинно разширение, износване и химическа устойчивост. Като ги имате предвид, ще ви помогне да намерите идеалния материал за вашия печат.
Околната среда също може да определи дали разходите или качеството на уплътнението могат да бъдат приоритизирани. За абразивни и сурови среди, уплътненията може да са по-скъпи поради материалите, които трябва да бъдат достатъчно здрави, за да издържат на тези условия.
За такива среди изразходването на парите за висококачествено уплътнение ще се изплати с времето, тъй като ще помогне за предотвратяване на скъпите спирания, ремонти и обновяване или подмяна на уплътнението, до което ще доведе уплътнението с по-ниско качество. Въпреки това, при помпени приложения с много чиста течност, която има смазочни свойства, може да се закупи по-евтино уплътнение в полза на лагери с по-високо качество.
Общи уплътнителни материали
въглерод
Въглеродът, използван в повърхностите на уплътненията, е смес от аморфен въглерод и графит, като процентите на всеки определят физическите свойства на крайния клас въглерод. Това е инертен, стабилен материал, който може да се самосмазва.
Той се използва широко като една от двойките челни повърхности в механични уплътнения и също така е популярен материал за сегментирани периферни уплътнения и бутални пръстени при сухо или малко смазване. Тази смес от въглерод/графит може също да бъде импрегнирана с други материали, за да й се придадат различни характеристики като намалена порьозност, подобрена производителност при износване или подобрена здравина.
Въглеродното уплътнение, импрегнирано с термореактивна смола, е най-често срещаното за механични уплътнения, като повечето импрегнирани със смола въглероди могат да работят в широк диапазон от химикали от силни основи до силни киселини. Те също имат добри фрикционни свойства и адекватен модул, за да помогнат за контролиране на изкривяванията на налягането. Този материал е подходящ за общо натоварване до 260°C (500°F) във вода, охлаждащи течности, горива, масла, леки химически разтвори и приложения в храни и лекарства.
Импрегнираните с антимон въглеродни уплътнения също се оказаха успешни поради силата и модула на антимона, което ги прави подходящи за приложения с високо налягане, когато е необходим по-здрав и по-твърд материал. Тези уплътнения също са по-устойчиви на образуване на мехури в приложения с течности с висок вискозитет или леки въглеводороди, което го прави стандартен клас за много приложения в рафинериите.
Въглеродът може също да бъде импрегниран с филмообразуватели като флуориди за работа на сухо, криогенни и вакуумни приложения или инхибитори на окисляването като фосфати за високи температури, висока скорост и турбинни приложения до 800 фута/сек и около 537°C (1000°F).
Керамика
Керамиката е неорганичен неметален материал, изработен от естествени или синтетични съединения, най-често алуминиев оксид или алуминиев оксид. Има висока точка на топене, висока твърдост, висока устойчивост на износване и устойчивост на окисляване, така че се използва широко в индустрии като машини, химикали, петрол, фармацевтична и автомобилна.
Освен това има отлични диелектрични свойства и обикновено се използва за електрически изолатори, устойчиви на износване компоненти, шлайфащи среди и високотемпературни компоненти. При висока степен на чистота алуминиевият оксид има отлична химическа устойчивост към повечето технологични течности, различни от някои силни киселини, което го кара да се използва в много приложения на механични уплътнения. Въпреки това, двуалуминиевият оксид може лесно да се счупи при термичен удар, което ограничава използването му в някои приложения, където това може да е проблем.
Силициевият карбид се получава чрез сливане на силициев диоксид и кокс. Той е химически подобен на керамиката, но има по-добри смазочни качества и е по-твърд, което го прави добро устойчиво решение за тежки среди.
Може също така да се припокрива и полира, така че едно уплътнение да може да бъде ремонтирано многократно през целия си живот. Обикновено се използва повече механично, като например в механични уплътнения, поради добрата си устойчивост на химическа корозия, висока якост, висока твърдост, добра устойчивост на износване, малък коефициент на триене и устойчивост на висока температура.
Когато се използва за повърхности на механични уплътнения, силициевият карбид води до подобрена производителност, увеличен живот на уплътнението, по-ниски разходи за поддръжка и по-ниски експлоатационни разходи за въртящо се оборудване като турбини, компресори и центробежни помпи. Силициевият карбид може да има различни свойства в зависимост от това как е бил произведен. Реакционно свързаният силициев карбид се образува чрез свързване на частици силициев карбид една към друга в реакционен процес.
Този процес не засяга значително повечето от физичните и топлинни свойства на материала, но ограничава химическата устойчивост на материала. Най-често срещаните химикали, които са проблем, са каустици (и други химикали с високо рН) и силни киселини и следователно реакционно свързан силициев карбид не трябва да се използва с тези приложения.
Самоспеченият силициев карбид се получава чрез синтероване на частици силициев карбид директно заедно с помощта на неоксидни помощни средства за синтероване в инертна среда при температури над 2000°C. Поради липсата на вторичен материал (като силиций), директно спеченият материал е химически устойчив на почти всяка течност и състояние на процеса, които могат да се видят в центробежна помпа.
Волфрамовият карбид е много гъвкав материал като силициевия карбид, но е по-подходящ за приложения с високо налягане, тъй като има по-висока еластичност, което му позволява да се огъва много леко и предотвратява изкривяването на лицето. Подобно на силициевия карбид, той може да бъде повторно залепен и полиран.
Волфрамовите карбиди най-често се произвеждат като циментирани карбиди, така че няма опит за свързване на волфрамов карбид към себе си. Добавя се вторичен метал за свързване или циментиране на частиците волфрамов карбид заедно, което води до материал, който има комбинираните свойства както на волфрамов карбид, така и на металното свързващо вещество.
Това е използвано като предимство, като осигурява по-голяма якост и якост на удар, отколкото е възможно само с волфрамов карбид. Една от слабостите на циментирания волфрамов карбид е неговата висока плътност. В миналото се е използвал волфрамов карбид, свързан с кобалт, но той постепенно е заменен от волфрамов карбид, свързан с никел, тъй като му липсва обхватът на химическа съвместимост, необходим за индустрията.
Свързаният с никел волфрамов карбид се използва широко за уплътнителни повърхности, където са желани свойства с висока якост и висока якост, и има добра химическа съвместимост, обикновено ограничена от свободния никел.
GFPTFE
GFPTFE има добра химическа устойчивост, а добавеното стъкло намалява триенето на уплътнителните повърхности. Той е идеален за относително чисти приложения и е по-евтин от други материали. Има налични подварианти за по-добро съгласуване на уплътнението с изискванията и околната среда, подобрявайки цялостната му производителност.
Буна
Buna (известен също като нитрилен каучук) е рентабилен еластомер за О-пръстени, уплътнители и формовани продукти. Той е добре известен със своите механични характеристики и се представя добре в приложения на основата на петрол, нефтохимични и химически продукти. Също така се използва широко за приложения със суров нефт, вода, различни алкохоли, силиконова грес и хидравлични течности, поради своята негъвкавост.
Тъй като Buna е съполимер от синтетичен каучук, той се представя добре в приложения, изискващи метална адхезия и устойчив на абразия материал, а този химически произход го прави идеален и за приложения с уплътнители. Освен това, той може да издържа на ниски температури, тъй като е проектиран със слаба киселинна и лека алкална устойчивост.
Buna е ограничена при приложения с екстремни фактори като високи температури, време, слънчева светлина и приложения с устойчивост на пара и не е подходяща с дезинфекциращи агенти за почистване на място (CIP), съдържащи киселини и пероксиди.
EPDM
EPDM е синтетичен каучук, който обикновено се използва в автомобилостроенето, строителството и механичните приложения за уплътнения и О-пръстени, тръби и шайби. Той е по-скъп от Buna, но може да издържи на различни термични, атмосферни и механични свойства поради своята дълготрайна висока якост на опън. Той е универсален и идеален за приложения, включващи вода, хлор, белина и други алкални материали.
Благодарение на своите еластични и адхезивни свойства, веднъж разтегнат, EPDM се връща в първоначалната си форма независимо от температурата. EPDM не се препоръчва за приложения с петролни масла, течности, хлорирани въглеводороди или въглеводородни разтворители.
Витон
Viton е дълготраен, високоефективен, флуориран въглеводороден каучуков продукт, който най-често се използва в О-пръстени и уплътнения. Той е по-скъп от другите гумени материали, но е предпочитаният вариант за най-предизвикателните и взискателни нужди за уплътняване.
Устойчив на озон, окисляване и екстремни метеорологични условия, включително материали като алифатни и ароматни въглеводороди, халогенирани течности и силни киселинни материали, той е един от най-здравите флуороеластомери.
Изборът на правилния материал за запечатване е важен за успеха на приложението. Докато много материали за уплътнения са сходни, всеки служи за различни цели, за да отговори на всяка специфична нужда.
Време на публикуване: 12 юли 2023 г