MATERIĀLS

Mehāniskās blīvesir ļoti svarīga loma, lai izvairītos no noplūdes daudzās dažādās nozarēs.Jūrniecības nozarē irsūkņa mehāniskās blīves, rotējošās vārpstas mehāniskās blīves.Un naftas un gāzes rūpniecībā tādi irkārtridžu mehāniskās blīves,sadalītas mehāniskās blīves vai sausās gāzes mehāniskās blīves.Automobiļu rūpniecībā ir ūdens mehāniskās blīves.Un ķīmiskajā rūpniecībā ir maisītāju mehāniskās blīves (maisītāja mehāniskās blīves) un kompresoru mehāniskās blīves.

Atkarībā no dažādiem lietošanas apstākļiem, tam nepieciešams mehānisks blīvējuma risinājums ar dažādu materiālu.Tajā tiek izmantoti daudzu veidu materiālimehāniskie vārpstas blīvējumi piemēram, keramikas mehāniskās blīves, oglekļa mehāniskās blīves, silikona karbīda mehāniskās blīves,SSIC mehāniskās blīves unTC mehāniskās blīves. 

keramikas mehāniskais gredzens

Keramikas mehāniskās blīves

Keramikas mehāniskās blīves ir kritiskas sastāvdaļas dažādos rūpnieciskos lietojumos, kas paredzētas, lai novērstu šķidrumu noplūdi starp divām virsmām, piemēram, rotējošo vārpstu un stacionāru korpusu.Šīs blīves tiek augstu novērtētas to izcilās nodilumizturības, izturības pret koroziju un spēju izturēt ārkārtējas temperatūras dēļ.

Keramikas mehānisko blīvējumu galvenais uzdevums ir saglabāt iekārtu integritāti, novēršot šķidruma zudumu vai piesārņojumu.Tos izmanto daudzās nozarēs, tostarp naftas un gāzes, ķīmiskajā apstrādē, ūdens attīrīšanā, farmācijā un pārtikas pārstrādē.Šo blīvējumu plašā izmantošana ir saistīta ar to izturīgo konstrukciju;tie ir izgatavoti no uzlabotiem keramikas materiāliem, kas piedāvā izcilas veiktspējas īpašības salīdzinājumā ar citiem blīvējuma materiāliem.

Keramikas mehāniskās blīves sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām: viena ir mehāniska stacionāra virsma (parasti izgatavota no keramikas materiāla), bet otra ir mehāniska rotējoša virsma (parasti izgatavota no oglekļa grafīta).Blīvēšanas darbība notiek, kad abas virsmas tiek saspiestas kopā, izmantojot atsperes spēku, radot efektīvu barjeru pret šķidruma noplūdi.Iekārtai darbojoties, eļļošanas plēve starp blīvējuma virsmām samazina berzi un nodilumu, vienlaikus saglabājot ciešu blīvējumu.

Viens no izšķirošajiem faktoriem, kas atšķir keramikas mehāniskās blīves no citiem veidiem, ir to izcilā nodilumizturība.Keramikas materiāliem ir lieliskas cietības īpašības, kas ļauj tiem izturēt abrazīvus apstākļus bez būtiskiem bojājumiem.Tā rezultātā blīves ir noturīgākas, un tām nepieciešama retāka nomaiņa vai apkope, nekā tām, kas izgatavotas no mīkstākiem materiāliem.

Papildus nodilumizturībai keramikai ir arī izcila termiskā stabilitāte.Tie var izturēt augstu temperatūru, nesabojājoties vai nezaudējot blīvējuma efektivitāti.Tas padara tos piemērotus lietošanai augstas temperatūras apstākļos, kur citi blīvējuma materiāli var priekšlaicīgi sabojāties.

Visbeidzot, keramikas mehāniskās blīves nodrošina izcilu ķīmisko savietojamību un izturību pret dažādām kodīgām vielām.Tas padara tos par pievilcīgu izvēli nozarēm, kas regulāri nodarbojas ar skarbām ķīmiskām vielām un agresīviem šķidrumiem.

Keramikas mehāniskās blīves ir būtiskaskomponentu blīvesparedzēts, lai novērstu šķidruma noplūdi rūpnieciskajās iekārtās.To unikālās īpašības, piemēram, nodilumizturība, termiskā stabilitāte un ķīmiskā savietojamība, padara tos par vēlamo izvēli dažādiem lietojumiem vairākās nozarēs.

keramikas fizikālās īpašības

Tehniskais parametrs

vienība

95%

99%

99,50%

Blīvums

g/cm3

3.7

3.88

3.9

Cietība

HRA

85

88

90

Porainības līmenis

%

0.4

0.2

0.15

Lūzuma izturība

MPa

250

310

350

Siltuma izplešanās koeficients

10(-6)/K

5.5

5.3

5.2

Siltumvadītspēja

W/MK

27.8

26.7

26

 

oglekļa mehāniskais gredzens

Oglekļa mehāniskās blīves

Mehāniskajam oglekļa blīvējumam ir sena vēsture.Grafīts ir elementa oglekļa izoforma.1971. gadā ASV pētīja veiksmīgo elastīgo grafīta mehānisko blīvējuma materiālu, kas atrisināja atomenerģijas vārsta noplūdi.Pēc dziļas apstrādes elastīgais grafīts kļūst par izcilu blīvējuma materiālu, no kura ar blīvēšanas komponentu efektu tiek izgatavotas dažādas oglekļa mehāniskās blīves.Šīs oglekļa mehāniskās blīves tiek izmantotas ķīmiskajā, naftas un elektroenerģijas nozarēs, piemēram, augstas temperatūras šķidruma blīvēšanā.
Tā kā elastīgais grafīts veidojas, izplešoties izpletītam grafītam pēc augstas temperatūras, elastīgajā grafītā paliek ļoti mazs interkalācijas aģenta daudzums, bet ne pilnībā, tāpēc interkalācijas aģenta esamība un sastāvs ļoti ietekmē kvalitāti. un produkta veiktspēja.

Oglekļa blīvējuma virsmas materiāla izvēle

Sākotnējais izgudrotājs izmantoja koncentrētu sērskābi kā oksidētāju un interkalācijas līdzekli.Tomēr pēc tam, kad tas tika uzklāts uz metāla detaļas blīvējuma, tika konstatēts, ka neliels sēra daudzums, kas paliek elastīgajā grafītā, pēc ilgstošas ​​lietošanas korozēja kontaktmetālu.Ņemot vērā šo aspektu, daži vietējie zinātnieki ir mēģinājuši to uzlabot, piemēram, Song Kemins, kurš sērskābes vietā izvēlējās etiķskābi un organisko skābi.skābi, lēnām slāpekļskābē un pazemināt temperatūru līdz istabas temperatūrai, kas izgatavota no slāpekļskābes un etiķskābes maisījuma.Izmantojot slāpekļskābes un etiķskābes maisījumu kā ievietošanas līdzekli, bez sēra uzpūsts grafīts tika sagatavots ar kālija permanganātu kā oksidētāju, un slāpekļskābei lēnām pievienoja etiķskābi.Temperatūru samazina līdz istabas temperatūrai un pagatavo slāpekļskābes un etiķskābes maisījumu.Pēc tam šim maisījumam pievieno dabisko pārslu grafītu un kālija permanganātu.Pastāvīgi maisot, temperatūra ir 30 C. Pēc reakcijas 40 minūtes ūdeni mazgā līdz neitrālam un žāvē 50–60 C temperatūrā, un pēc augstas temperatūras izplešanās iegūst izpūsto grafītu.Ar šo metodi netiek panākta vulkanizācija ar nosacījumu, ka produkts var sasniegt noteiktu izplešanās apjomu, lai panāktu blīvējuma materiāla relatīvi stabilu raksturu.

Tips

M106H

M120H

M106K

M120K

M106F

M120F

M106D

M120D

M254D

Zīmols

Impregnēts
Epoksīda sveķi (B1)

Impregnēts
Furāna sveķi (B1)

Impregnēts fenols
Aldehīda sveķi (B2)

Antimona ogleklis (A)

Blīvums
(g/cm³)

1.75

1.7

1.75

1.7

1.75

1.7

2.3

2.3

2.3

Lūzuma stiprums
(Mpa)

65

60

67

62

60

55

65

60

55

Saspiešanas spēks
(Mpa)

200

180

200

180

200

180

220

220

210

Cietība

85

80

90

85

85

80

90

90

65

Porainība

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1.5 <1.5 <1.5

Temperatūras
(℃)

250

250

250

250

250

250

400

400

450

 

sic mehāniskais gredzens

Silīcija karbīda mehāniskās blīves

Silīcija karbīds (SiC) ir pazīstams arī kā karborunds, kas ir izgatavots no kvarca smiltīm, naftas koksa (vai ogļu koksa), koka skaidām (kas jāpievieno, ražojot zaļo silīcija karbīdu) un tā tālāk.Silīcija karbīdam ir arī dabā rets minerāls, zīdkoks.Mūsdienu C, N, B un citos bezoksīdu augsto tehnoloģiju ugunsizturīgos izejmateriālos silīcija karbīds ir viens no visplašāk izmantotajiem un ekonomiskākajiem materiāliem, ko var saukt par zelta tērauda smiltīm vai ugunsizturīgām smiltīm.Pašlaik Ķīnas rūpnieciskā silīcija karbīda ražošana ir sadalīta melnajā silīcija karbīdā un zaļajā silīcija karbīdā, kas abi ir sešstūra kristāli ar proporciju 3,20–3,25 un mikrocietību 2840–3320 kg/m².

Silīcija karbīda izstrādājumi tiek klasificēti dažādos veidos atkarībā no lietošanas vides.To parasti izmanto vairāk mehāniski.Piemēram, silīcija karbīds ir ideāls materiāls silīcija karbīda mehāniskajam blīvējumam, jo ​​tam ir laba ķīmiskā izturība pret koroziju, augsta izturība, augsta cietība, laba nodilumizturība, mazs berzes koeficients un augsta temperatūras izturība.

SIC blīvējuma gredzenus var iedalīt statiskā gredzenā, kustīgā gredzenā, plakanā gredzenā un tā tālāk.SiC silīciju var izgatavot dažādos karbīda izstrādājumos, piemēram, silīcija karbīda rotējošajos gredzenos, silīcija karbīda stacionāros sēdekļos, silīcija karbīda bukses un tā tālāk, atbilstoši klientu īpašajām prasībām.To var izmantot arī kombinācijā ar grafīta materiālu, un tā berzes koeficients ir mazāks nekā alumīnija oksīda keramikai un cietajam sakausējumam, tāpēc to var izmantot ar augstu PV vērtību, īpaši stipras skābes un stipru sārmu stāvoklī.

SIC samazinātā berze ir viena no galvenajām priekšrocībām, ko sniedz tā izmantošana mehāniskajās blīvēs.Tāpēc SIC var izturēt nodilumu labāk nekā citi materiāli, tādējādi pagarinot blīvējuma kalpošanas laiku.Turklāt SIC samazinātā berze samazina eļļošanas nepieciešamību.Eļļošanas trūkums samazina piesārņojuma un korozijas iespējamību, uzlabojot efektivitāti un uzticamību.

SIC ir arī lieliska nodilumizturība.Tas norāda, ka tas var izturēt nepārtrauktu lietošanu, nesabojājoties vai nesalūstot.Tas padara to par ideālu materiālu izmantošanai, kas prasa augstu uzticamības un izturības līmeni.

To var arī pārsegt un pulēt, lai blīvējumu varētu atjaunot vairākas reizes tā kalpošanas laikā.To parasti izmanto vairāk mehāniski, piemēram, mehāniskās blīvēs, jo tai ir laba ķīmiskā izturība pret koroziju, augsta izturība, augsta cietība, laba nodilumizturība, mazs berzes koeficients un augsta temperatūras izturība.

Ja silīcija karbīds tiek izmantots mehānisko blīvējumu virsmām, tas uzlabo veiktspēju, pagarina blīvējuma kalpošanas laiku, zemākas uzturēšanas izmaksas un zemākas ekspluatācijas izmaksas rotējošam aprīkojumam, piemēram, turbīnām, kompresoriem un centrbēdzes sūkņiem.Silīcija karbīdam var būt dažādas īpašības atkarībā no tā, kā tas ir ražots.Reakcijai piesaistīts silīcija karbīds veidojas, reakcijas procesā savienojot silīcija karbīda daļiņas viena ar otru.

Šis process būtiski neietekmē lielāko daļu materiāla fizikālo un termisko īpašību, taču ierobežo materiāla ķīmisko izturību.Visbiežāk sastopamās ķimikālijas, kas rada problēmas, ir kodīgas vielas (un citas augsta pH ķimikālijas) un stipras skābes, tāpēc ar reakciju saistītā silīcija karbīdu nevajadzētu izmantot šajos lietojumos.

Reakcija-saķepināts infiltrētssilīcija karbīds.Šādā materiālā oriģinālā SIC materiāla poras tiek aizpildītas infiltrācijas procesā, izdedzinot metālisku silīciju, tādējādi parādās sekundārais SiC un materiāls iegūst izcilas mehāniskās īpašības, kļūstot nodilumizturīgs.Minimālās saraušanās dēļ to var izmantot lielu un sarežģītu detaļu ražošanā ar tuvām pielaidēm.Tomēr silīcija saturs ierobežo maksimālo darba temperatūru līdz 1350 °C, ķīmiskā izturība arī ir ierobežota līdz aptuveni pH 10. Materiālu nav ieteicams izmantot agresīvā sārmainā vidē.

Saķepinātssilīcija karbīdu iegūst, saķepinot iepriekš saspiestu ļoti smalku SIC granulātu 2000 °C temperatūrā, veidojot spēcīgas saites starp materiāla graudiem.
Pirmkārt, režģis sabiezē, tad porainība samazinās, un visbeidzot saites starp graudiem saķep.Šādas apstrādes procesā notiek ievērojama produkta saraušanās – par aptuveni 20%.
SSIC blīvgredzens ir izturīgs pret visām ķīmiskajām vielām.Tā kā tā struktūrā nav metāla silīcija, to var izmantot temperatūrā līdz 1600 C, neietekmējot tā stiprību.

īpašības

R-SiC

S-SiC

Porainība (%)

≤0,3

≤0,2

Blīvums (g/cm3)

3.05

3,1–3,15

Cietība

110–125 (HS)

2800 (kg/mm2)

Elastīgais modulis (Gpa)

≥400

≥410

SiC saturs (%)

≥85%

≥99%

Si saturs (%)

≤15%

0,10%

Izliekuma stiprums (Mpa)

≥350

450

Spiedes izturība (kg/mm2)

≥ 2200

3900

Siltuma izplešanās koeficients (1/℃)

4,5 × 10-6

4,3 × 10-6

Karstumizturība (atmosfērā) (℃)

1300

1600

 

TC mehāniskais gredzens

TC mehāniskais blīvējums

TC materiāliem ir augsta cietība, izturība, nodilumizturība un izturība pret koroziju.Tas ir pazīstams kā "industriālais zobs".Pateicoties tā izcilajai veiktspējai, tas ir plaši izmantots militārajā rūpniecībā, aviācijā, mehāniskajā apstrādē, metalurģijā, naftas urbšanā, elektroniskajā komunikācijā, arhitektūrā un citās jomās.Piemēram, sūkņos, kompresoros un maisītājos volframa karbīda gredzenu izmanto kā mehāniskās blīves.Laba nodilumizturība un augsta cietība padara to piemērotu nodilumizturīgu detaļu ražošanai ar augstu temperatūru, berzi un koroziju.

Pēc ķīmiskā sastāva un lietošanas īpašībām TC var iedalīt četrās kategorijās: volframa kobalts (YG), volframa-titāns (YT), volframa titāna tantals (YW) un titāna karbīds (YN).

Volframa kobalta (YG) cietais sakausējums sastāv no WC un Co. Tas ir piemērots trauslu materiālu, piemēram, čuguna, krāsaino metālu un nemetālisku materiālu, apstrādei.

Stellite (YT) sastāv no WC, TiC un Co. Pateicoties TiC pievienošanai sakausējumam, tā nodilumizturība ir uzlabojusies, bet ir samazinājusies lieces izturība, slīpēšanas veiktspēja un siltumvadītspēja.Tā kā tas ir trausls zemā temperatūrā, tas ir piemērots tikai vispārīgu materiālu ātrgaitas griešanai, nevis trauslu materiālu apstrādei.

Sakausējumam tiek pievienots volframa titāna tantala (niobija) kobalts (YW), lai palielinātu augstas temperatūras cietību, izturību un nodilumizturību, izmantojot atbilstošu tantala karbīda vai niobija karbīda daudzumu.Tajā pašā laikā stingrība ir uzlabota ar labāku visaptverošu griešanas veiktspēju.To galvenokārt izmanto cietiem materiāliem un periodiskai griešanai.

Karbonizētā titāna bāzes klase (YN) ir ciets sakausējums ar TiC, niķeļa un molibdēna cieto fāzi.Tās priekšrocības ir augsta cietība, pretsaķeres spēja, pretmēness nodilums un antioksidācijas spēja.Temperatūrā, kas pārsniedz 1000 grādus, to joprojām var apstrādāt.Tas ir piemērojams leģētā tērauda un rūdīšanas tērauda nepārtrauktai apdarei.

modelis

niķeļa saturs (masas procenti)

blīvums (g/cm²)

cietība (HRA)

lieces izturība (≥N/mm²)

YN6

5.7-6.2

14,5-14,9

88,5-91,0

1800. gads

YN8

7,7-8,2

14.4-14.8

87,5-90,0

2000. gads

modelis

kobalta saturs (masas procenti)

blīvums (g/cm²)

cietība (HRA)

lieces izturība (≥N/mm²)

YG6

5.8-6.2

14,6-15,0

89,5-91,0

1800. gads

YG8

7,8-8,2

14,5-14,9

88,0-90,5

1980. gads

YG12

11.7-12.2

13.9-14.5

87,5-89,5

2400

YG15

14.6-15.2

13.9-14.2

87,5-89,0

2480

YG20

19.6-20.2

13.4-13.7

85,5-88,0

2650

YG25

24.5-25.2

12.9-13.2

84,5-87,5

2850