Izbira materiala za tesnilo je pomembna, saj bo igral vlogo pri določanju kakovosti, življenjske dobe in učinkovitosti aplikacije ter zmanjšanja težav v prihodnosti.Tukaj si ogledamo, kako bo okolje vplivalo na izbiro materiala za tesnjenje, pa tudi nekatere najpogostejše materiale in aplikacije, za katere so najprimernejši.
Okoljski dejavniki
Okolje, ki mu bo tjulenj izpostavljen, je ključnega pomena pri izbiri dizajna in materiala.Obstajajo številne ključne lastnosti, ki jih tesnilni materiali potrebujejo za vsa okolja, vključno z ustvarjanjem stabilne površine tesnila, ki lahko prevaja toploto, je kemično odporna in ima dobro odpornost proti obrabi.
V nekaterih okoljih bodo te lastnosti morale biti močnejše kot v drugih.Druge lastnosti materiala, ki jih je treba upoštevati pri upoštevanju okolja, vključujejo trdoto, togost, toplotno raztezanje, obrabo in kemično odpornost.Upoštevanje tega vam bo pomagalo najti idealen material za vaš pečat.
Okolje lahko tudi določi, ali je mogoče dati prednost strošku ali kakovosti tesnila.Za abrazivna in težka okolja so lahko tesnila dražja, ker morajo biti materiali dovolj močni, da prenesejo te pogoje.
V takšnih okoljih se bo poraba denarja za visokokakovostno tesnilo sčasoma povrnila, saj bo pomagalo preprečiti drage zaustavitve, popravila in obnovo ali zamenjavo tesnila, do katerih bo prišlo zaradi slabše kakovosti tesnila. Vendar pa pri črpalnih aplikacijah z zelo čista tekočina, ki ima mazalne lastnosti, bi lahko kupili cenejše tesnilo v korist ležajev višje kakovosti.
Skupni tesnilni materiali
Ogljik
Ogljik, ki se uporablja za površine tesnil, je mešanica amorfnega ogljika in grafita, pri čemer odstotki vsakega določajo fizikalne lastnosti končne stopnje ogljika.Je inerten, stabilen material, ki je lahko samomazljiv.
Široko se uporablja kot eden od parov končnih ploskev v mehanskih tesnilih, prav tako pa je priljubljen material za segmentirana obodna tesnila in batne obročke pod suhim ali majhnim mazanjem.To mešanico ogljika/grafita je mogoče impregnirati tudi z drugimi materiali, da se ji dajo drugačne lastnosti, kot so zmanjšana poroznost, izboljšana zmogljivost obrabe ali izboljšana trdnost.
Karbonsko tesnilo, impregnirano s smolo, je najpogostejše za mehanska tesnila, pri čemer večina ogljika, impregniranega s smolo, lahko deluje v širokem razponu kemikalij, od močnih baz do močnih kislin.Imajo tudi dobre torne lastnosti in ustrezen modul za pomoč pri nadzoru izkrivljanja tlaka.Ta material je primeren za splošno uporabo do 260 °C (500 °F) v vodi, hladilnih tekočinah, gorivih, oljih, lahkih kemičnih raztopinah ter v hrani in zdravilih.
Karbonska tesnila, impregnirana z antimonom, so se prav tako izkazala za uspešna zaradi trdnosti in modula antimona, zaradi česar so primerna za visokotlačne aplikacije, ko je potreben močnejši in trši material.Ta tesnila so tudi bolj odporna na mehurjenje v aplikacijah z visoko viskoznimi tekočinami ali lahkimi ogljikovodiki, zaradi česar so standardna kakovost za številne aplikacije v rafinerijah.
Ogljik je mogoče impregnirati tudi z oblikovalci filma, kot so fluoridi za suho delovanje, kriogene in vakuumske aplikacije, ali zaviralci oksidacije, kot so fosfati za uporabo pri visokih temperaturah, visokih hitrostih in turbinah do 800 ft/s in okoli 537 °C (1000 °F).
Keramika
Keramika je anorganski nekovinski material iz naravnih ali sintetičnih spojin, najpogosteje aluminijevega oksida ali aluminijevega oksida.Ima visoko tališče, visoko trdoto, visoko odpornost proti obrabi in odpornost proti oksidaciji, zato se pogosto uporablja v panogah, kot so strojna, kemična, naftna, farmacevtska in avtomobilska.
Ima tudi odlične dielektrične lastnosti in se pogosto uporablja za električne izolatorje, obrabno odporne komponente, brusilne medije in visokotemperaturne komponente.Pri visoki čistosti ima aluminijev oksid odlično kemično odpornost na večino procesnih tekočin, razen nekaterih močnih kislin, zaradi česar se uporablja v številnih aplikacijah mehanskih tesnil.Vendar pa lahko aluminijev oksid zlahka zlomi pod toplotnim udarom, kar je omejilo njegovo uporabo v nekaterih aplikacijah, kjer bi to lahko predstavljalo težavo.
Silicijev karbid nastane s taljenjem silicijevega dioksida in koksa.Kemično je podoben keramiki, vendar ima boljše mazalne lastnosti in je trši, zaradi česar je dobra vzdržljiva rešitev za težka okolja.
Prav tako ga je mogoče ponovno prekriti in polirati, tako da je tesnilo mogoče večkrat obnoviti v življenjski dobi.Na splošno se uporablja bolj mehansko, na primer v mehanskih tesnilih zaradi dobre odpornosti proti kemični koroziji, visoke trdnosti, visoke trdote, dobre odpornosti proti obrabi, majhnega koeficienta trenja in odpornosti na visoke temperature.
Pri uporabi za površine mehanskih tesnil ima silicijev karbid izboljšano delovanje, daljšo življenjsko dobo tesnil, nižje stroške vzdrževanja in nižje obratovalne stroške za rotacijsko opremo, kot so turbine, kompresorji in centrifugalne črpalke.Silicijev karbid ima lahko različne lastnosti, odvisno od tega, kako je bil izdelan.Reakcijsko vezan silicijev karbid nastane s povezovanjem delcev silicijevega karbida med seboj v reakcijskem procesu.
Ta postopek ne vpliva bistveno na večino fizikalnih in toplotnih lastnosti materiala, vendar omejuje kemično odpornost materiala.Najpogostejše kemikalije, ki povzročajo težave, so jedke (in druge kemikalije z visokim pH) in močne kisline, zato reakcijsko vezanega silicijevega karbida ne bi smeli uporabljati pri teh aplikacijah.
Samosintran silicijev karbid je izdelan s sintranjem delcev silicijevega karbida neposredno skupaj z uporabo neoksidnih sintrnih sredstev v inertnem okolju pri temperaturah nad 2000 °C.Zaradi pomanjkanja sekundarnega materiala (kot je silicij) je neposredno sintran material kemično odporen na skoraj vse tekočine in procesne pogoje, ki jih lahko vidimo v centrifugalni črpalki.
Volframov karbid je zelo vsestranski material, kot je silicijev karbid, vendar je bolj primeren za visokotlačne aplikacije, saj ima večjo elastičnost, kar mu omogoča zelo rahlo upogibanje in preprečuje popačenje obraza.Tako kot silicijev karbid ga je mogoče ponovno prekriti in polirati.
Volframov karbid se najpogosteje proizvaja kot cementni karbid, tako da ni nobenega poskusa, da bi se volframov karbid povezal sam s seboj.Sekundarna kovina je dodana, da veže ali cementira delce volframovega karbida skupaj, kar povzroči material, ki ima kombinirane lastnosti volframovega karbida in kovinskega veziva.
To je bilo uporabljeno v prednost, saj zagotavlja večjo žilavost in udarno trdnost, kot je to mogoče samo z volframovim karbidom.Ena od slabosti cementiranega volframovega karbida je njegova visoka gostota.V preteklosti so uporabljali volframov karbid, vezan na kobalt, vendar ga je postopoma nadomestil volframov karbid, vezan na nikelj, ker ni imel obsega kemične združljivosti, potrebne za industrijo.
Volframov karbid, vezan na nikelj, se pogosto uporablja za površine tesnil, kjer so zaželene lastnosti visoke trdnosti in visoke žilavosti, in ima dobro kemično združljivost, ki je na splošno omejena s prostim nikljem.
GFPTFE
GFPTFE ima dobro kemično odpornost, dodano steklo pa zmanjša trenje tesnilnih površin.Idealen je za relativno čiste aplikacije in je cenejši od drugih materialov.Na voljo so podrazličice za boljše prilagajanje tesnila zahtevam in okolju ter izboljšanje njegove splošne učinkovitosti.
Buna
Buna (znana tudi kot nitrilna guma) je stroškovno učinkovit elastomer za O-tesnila, tesnilne mase in oblikovane izdelke.Dobro je znan po svojih mehanskih lastnostih in se dobro obnese v aplikacijah na osnovi olja, petrokemičnih in kemičnih.Zaradi svoje neprožnosti se pogosto uporablja tudi za surovo nafto, vodo, različne alkohole, silikonske masti in hidravlične tekočine.
Ker je Buna kopolimer iz sintetičnega kavčuka, se dobro obnese pri aplikacijah, ki zahtevajo kovinsko oprijem in material, odporen proti obrabi, zaradi tega kemičnega ozadja pa je idealen tudi za uporabo tesnilnih mas.Poleg tega lahko prenese nizke temperature, saj je zasnovan s slabo odpornostjo na kisline in blage alkalije.
Buna je omejena pri aplikacijah z ekstremnimi dejavniki, kot so visoke temperature, vreme, sončna svetloba in aplikacije, odporne na paro, in ni primerna s čistilnimi sredstvi za čiščenje na mestu (CIP), ki vsebujejo kisline in perokside.
EPDM
EPDM je sintetični kavčuk, ki se pogosto uporablja v avtomobilski, gradbeni in mehanski uporabi za tesnila in O-tesnila, cevi in podložke.Je dražji od Bune, vendar lahko zaradi svoje dolgotrajne visoke natezne trdnosti prenese različne toplotne, vremenske in mehanske lastnosti.Je vsestranski in idealen za aplikacije, ki vključujejo vodo, klor, belilo in druge alkalne materiale.
Zaradi svojih elastičnih in lepilnih lastnosti se EPDM, ko je raztegnjen, vrne v prvotno obliko ne glede na temperaturo.EPDM ni priporočljiv za uporabo v naftnem olju, tekočinah, kloriranih ogljikovodikih ali ogljikovodikovih topilih.
Viton
Viton je dolgotrajen, visoko zmogljiv, fluoriran izdelek iz ogljikovodikove gume, ki se najpogosteje uporablja v O-tesnilih in tesnilih.Je dražji od drugih gumijastih materialov, vendar je najprimernejša možnost za najzahtevnejše in najzahtevnejše tesnilne potrebe.
Odporen na ozon, oksidacijo in ekstremne vremenske razmere, vključno z materiali, kot so alifatski in aromatski ogljikovodiki, halogenirane tekočine in močni kislinski materiali, je eden bolj robustnih fluoroelastomerov.
Izbira pravega materiala za tesnjenje je pomembna za uspeh aplikacije.Medtem ko je veliko tesnilnih materialov podobnih, vsak služi različnim namenom za izpolnjevanje posebnih potreb.
Čas objave: 12. julij 2023