A tömítés anyagának kiválasztása fontos, mivel ez szerepet fog játszani az alkalmazás minőségének, élettartamának és teljesítményének meghatározásában, valamint a jövőbeni problémák csökkentésében. Itt megnézzük, hogy a környezet hogyan befolyásolja a tömítések anyagának kiválasztását, valamint a leggyakoribb anyagokat, és azt, hogy mely alkalmazásokhoz a legalkalmasabbak.
Környezeti tényezők
A környezet, amelynek a tömítés ki lesz téve, döntő fontosságú a kialakítás és az anyag kiválasztásakor. A tömítőanyagoknak számos kulcsfontosságú tulajdonságra van szüksége minden környezetben, ideértve a stabil tömítőfelület létrehozását, amely képes hőt vezetni, vegyileg ellenálló és jó kopásállóság.
Egyes környezetekben ezeknek a tulajdonságoknak erősebbnek kell lenniük, mint másokban. Egyéb anyagtulajdonságok, amelyeket a környezet figyelembevételekor figyelembe kell venni, többek között a keménység, a merevség, a hőtágulás, a kopás és a vegyszerállóság. Ezek szem előtt tartása segít megtalálni az ideális anyagot a tömítéshez.
A környezet azt is meghatározhatja, hogy a tömítés költsége vagy minősége priorizálható-e. Csiszoló és durva környezetben a tömítések drágábbak lehetnek, mivel az anyagoknak elég erősnek kell lenniük ahhoz, hogy ellenálljanak ezeknek a feltételeknek.
Az ilyen környezetekben a jó minőségű tömítésre fordított pénz idővel megtérül, mivel segít megelőzni a költséges leállásokat, javításokat, valamint a tömítés felújítását vagy cseréjét, amelyet egy gyengébb minőségű tömítés eredményez. Azonban a szivattyúzási alkalmazásoknál nagyon tiszta folyadék, amely kenő tulajdonságokkal rendelkezik, olcsóbb tömítést lehetne vásárolni a jobb minőségű csapágyak javára.
Gyakori tömítőanyagok
Szén
A tömítési felületekben használt szén amorf szén és grafit keveréke, amelyek százalékos aránya határozza meg a szén végső minőségének fizikai tulajdonságait. Ez egy inert, stabil anyag, amely önkenős lehet.
Széles körben használják a mechanikus tömítések egyik végfelületeként, valamint népszerű anyaga a szegmentált kerületi tömítéseknek és dugattyúgyűrűknek száraz vagy kis mennyiségű kenés mellett. Ez a szén/grafit keverék más anyagokkal is impregnálható, hogy különböző tulajdonságokat, például csökkentett porozitást, jobb kopási teljesítményt vagy jobb szilárdságot biztosítson.
A hőre keményedő, műgyantával impregnált széntömítés a legelterjedtebb a mechanikus tömítéseknél, a legtöbb gyantával impregnált szén sokféle vegyi anyagban képes működni az erős lúgoktól az erős savakig. Jó súrlódási tulajdonságokkal és megfelelő modulussal is rendelkeznek a nyomástorzulások szabályozásához. Ez az anyag 260°C-ig (500°F) általános használatra alkalmas vízben, hűtőfolyadékokban, üzemanyagokban, olajokban, könnyű kémiai oldatokban, valamint élelmiszer- és gyógyszeripari alkalmazásokban.
Az antimonnal impregnált széntömítések az antimon szilárdsága és modulusa miatt is sikeresnek bizonyultak, így alkalmasak nagynyomású alkalmazásokhoz, amikor erősebb és merevebb anyagra van szükség. Ezek a tömítések jobban ellenállnak a hólyagosodásnak is, ha nagy viszkozitású folyadékokat vagy könnyű szénhidrogéneket használnak, így számos finomítói alkalmazás standard minősége.
A szén impregnálható filmképző anyagokkal is, például fluoridokkal szárazonfutáshoz, kriogenikus és vákuum-alkalmazásokhoz, vagy oxidációgátlókkal, például foszfátokkal, magas hőmérsékleten, nagy sebességgel és turbinás alkalmazásokhoz 800 láb/s és körülbelül 537 °C (1000 °F) hőmérsékletig.
Kerámiai
A kerámiák természetes vagy szintetikus vegyületekből, leggyakrabban alumínium-oxidból vagy alumínium-oxidból készült szervetlen nemfémes anyagok. Magas olvadáspontja, nagy keménysége, nagy kopásállósága és oxidációállósága van, ezért széles körben használják olyan iparágakban, mint a gépipar, a vegyipar, a kőolaj, a gyógyszeripar és az autóipar.
Kiváló dielektromos tulajdonságokkal is rendelkezik, és általában elektromos szigetelőkhöz, kopásálló alkatrészekhez, csiszolóközegekhez és magas hőmérsékletű alkatrészekhez használják. A nagy tisztaságú alumínium-oxid kiváló vegyszerállósággal rendelkezik a legtöbb technológiai folyadékkal szemben, kivéve néhány erős savat, ezért számos mechanikus tömítési alkalmazásban használható. Az alumínium-oxid azonban könnyen megrepedhet hősokk hatására, ami korlátozza annak használatát bizonyos alkalmazásokban, ahol ez problémát jelenthet.
A szilícium-karbidot szilícium-dioxid és koksz olvasztásával állítják elő. Kémiailag hasonló a kerámiához, de jobb kenési tulajdonságokkal rendelkezik, és keményebb is, így jó kopásálló megoldás a zord környezetben.
Újralapolható és polírozható is, így a tömítés élettartama során többször is felújítható. Általában inkább mechanikusan használják, például mechanikus tömítésekben jó kémiai korrózióállósága, nagy szilárdsága, nagy keménysége, jó kopásállósága, kis súrlódási együtthatója és magas hőmérsékleti ellenállása miatt.
Ha mechanikus tömítési felületekhez használják, a szilícium-karbid jobb teljesítményt, hosszabb tömítési élettartamot, alacsonyabb karbantartási költségeket és alacsonyabb üzemeltetési költségeket eredményez a forgó berendezések, például a turbinák, kompresszorok és centrifugálszivattyúk esetében. A szilícium-karbid a gyártás módjától függően eltérő tulajdonságokkal rendelkezhet. A reakcióban kötött szilícium-karbid úgy jön létre, hogy a szilícium-karbid részecskéket reakciófolyamatban egymáshoz kötik.
Ez a folyamat nem befolyásolja jelentősen az anyag fizikai és termikus tulajdonságait, viszont korlátozza az anyag kémiai ellenállását. A leggyakrabban problémát okozó vegyszerek a marószerek (és más magas pH-jú vegyszerek) és az erős savak, ezért reakciókötéssel kötött szilícium-karbidot nem szabad ezekhez az alkalmazásokhoz használni.
Az önszinterezett szilícium-karbid a szilícium-karbid részecskék közvetlenül egymáshoz való szinterezésével készül, nem oxidos szinterezési segédanyagokkal inert környezetben, 2000 °C feletti hőmérsékleten. A másodlagos anyag (például szilícium) hiánya miatt a közvetlenül szinterezett anyag kémiailag ellenáll szinte minden olyan folyadéknak és folyamatnak, amely a centrifugálszivattyúban valószínűleg előfordul.
A volfrám-karbid egy rendkívül sokoldalú anyag, mint a szilícium-karbid, de jobban megfelel a nagynyomású alkalmazásokhoz, mivel nagyobb rugalmassága lehetővé teszi, hogy nagyon enyhén meghajoljon, és megakadályozza az arc torzulását. A szilícium-karbidhoz hasonlóan újralapolható és polírozható.
A volfrámkarbidokat leggyakrabban cementált karbidként gyártják, így nincs kísérlet arra, hogy a volfrámkarbidot önmagához ragassza. Másodlagos fémet adnak hozzá a volfrám-karbid részecskék összekapcsolására vagy cementálására, így olyan anyagot kapnak, amely a volfrámkarbid és a fém kötőanyag együttes tulajdonságaival rendelkezik.
Ezt előnyben részesítették azáltal, hogy nagyobb szívósságot és ütésállóságot biztosítottak, mint a volfrám-karbid önmagában. A cementált volfrám-karbid egyik gyengesége a nagy sűrűsége. Korábban kobaltkötésű volfrám-karbidot használtak, azonban fokozatosan felváltotta a nikkelkötésű volfrámkarbid, mivel nem rendelkezik az iparban megkívánt kémiai kompatibilitási körrel.
A nikkelkötésű volfrám-karbidot széles körben használják tömítési felületekhez, ahol nagy szilárdság és nagy szívósság kívánatos, és jó kémiai kompatibilitással rendelkezik, amelyet általában a szabad nikkel korlátoz.
GFPTFE
A GFPTFE jó vegyszerállósággal rendelkezik, és a hozzáadott üveg csökkenti a tömítőfelületek súrlódását. Ideális viszonylag tiszta alkalmazásokhoz, és olcsóbb, mint más anyagok. Léteznek olyan alváltozatok, amelyek a tömítést jobban illesztik a követelményekhez és a környezethez, és javítják annak általános teljesítményét.
Buna
A Buna (más néven nitrilkaucsuk) egy költséghatékony elasztomer O-gyűrűk, tömítőanyagok és öntött termékek számára. Jól ismert mechanikai teljesítményéről, és jól teljesít olajalapú, petrolkémiai és vegyipari alkalmazásokban. Rugalmatlansága miatt széles körben használják kőolaj, víz, különféle alkohol, szilikonzsír és hidraulikafolyadék alkalmazásokhoz is.
Mivel a Buna egy szintetikus gumi kopolimer, jól teljesít fémtapadást és kopásálló anyagot igénylő alkalmazásokban, és ez a kémiai háttér ideálissá teszi tömítőanyag alkalmazásokhoz is. Ezenkívül ellenáll az alacsony hőmérsékletnek, mivel gyenge sav- és enyhe lúgállósággal rendelkezik.
A Buna korlátozottan használható szélsőséges tényezőkkel, például magas hőmérséklettel, időjárással, napfény- és gőzálló alkalmazásokban, és nem alkalmas savakat és peroxidokat tartalmazó, tiszta helyben (CIP) fertőtlenítőszerekkel.
EPDM
Az EPDM egy szintetikus gumi, amelyet általában az autóiparban, az építőiparban és a mechanikai alkalmazásokban használnak tömítésekhez és O-gyűrűkhöz, csövekhez és alátétekhez. Drágább, mint a Buna, de a hosszan tartó nagy szakítószilárdsága miatt sokféle termikus, időjárási és mechanikai tulajdonságnak ellenáll. Sokoldalú és ideális víz, klór, fehérítő és egyéb lúgos anyagok felhasználására.
Elasztikus és tapadó tulajdonságainak köszönhetően, miután megnyújtották, az EPDM a hőmérséklettől függetlenül visszanyeri eredeti alakját. Az EPDM nem ajánlott kőolaj, folyadékok, klórozott szénhidrogén vagy szénhidrogén oldószeres alkalmazásokhoz.
Viton
A Viton egy hosszú élettartamú, nagy teljesítményű, fluorozott szénhidrogén-gumi termék, amelyet leggyakrabban O-gyűrűkben és tömítésekben használnak. Drágább, mint más gumi anyagok, de ez a legjobb megoldás a legnagyobb kihívást jelentő és legigényesebb tömítési igényekhez.
Ellenáll az ózonnak, az oxidációnak és a szélsőséges időjárási viszonyoknak, beleértve az olyan anyagokat, mint az alifás és aromás szénhidrogének, a halogénezett folyadékok és az erős savas anyagok, így az egyik legrobosztusabb fluorelasztomer.
A megfelelő tömítőanyag kiválasztása fontos az alkalmazás sikeréhez. Bár sok pecsétanyag hasonló, mindegyik különféle célt szolgál, hogy megfeleljen bármilyen konkrét igénynek.
Feladás időpontja: 2023.07.12