Blīvējuma materiāla izvēle ir svarīga, jo tas noteiks lietojuma kvalitāti, kalpošanas laiku un veiktspēju, kā arī samazinās problēmas nākotnē. Šeit mēs apskatīsim, kā vide ietekmēs roņu materiālu izvēli, kā arī dažus no visizplatītākajiem materiāliem un kādiem lietojumiem tie ir vispiemērotākie.
Vides faktori
Izvēloties dizainu un materiālu, izšķiroša nozīme ir videi, kurai zīmogs tiks pakļauts. Ir vairākas galvenās īpašības, kas ir nepieciešamas blīvējuma materiāliem visās vidēs, tostarp stabilas blīvējuma virsmas izveidošana, kas spēj vadīt siltumu, ķīmiski izturīga un laba nodilumizturība.
Dažās vidēs šīm īpašībām būs jābūt spēcīgākām nekā citās. Citas materiāla īpašības, kas jāņem vērā, apsverot vidi, ietver cietību, stingrību, termisko izplešanos, nodilumu un ķīmisko izturību. To paturot prātā, jūs varēsiet atrast ideālo materiālu savam zīmogam.
Vide var arī noteikt, vai plombas izmaksas vai kvalitāti var noteikt par prioritāti. Abrazīvā un skarbā vidē blīvējumi var būt dārgāki, jo materiāliem ir jābūt pietiekami izturīgiem, lai izturētu šos apstākļus.
Šādās vidēs, iztērējot naudu augstas kvalitātes blīvējuma iegādei, laika gaitā tas atmaksāsies, jo tas palīdzēs novērst dārgas izslēgšanas, remonta, kā arī blīvējuma atjaunošanas vai nomaiņas gadījumus, ko izraisīs zemākas kvalitātes blīvējums. Tomēr sūknēšanas lietojumos ar ļoti tīrs šķidrums, kuram ir eļļošanas īpašības, varētu iegādāties lētāku blīvējumu par labu kvalitatīvākiem gultņiem.
Parastie blīvējuma materiāli
Ogleklis
Blīvējuma virsmās izmantotais ogleklis ir amorfā oglekļa un grafīta maisījums, un katra procentuālais daudzums nosaka oglekļa galīgās kvalitātes fizikālās īpašības. Tas ir inerts, stabils materiāls, kas var būt pašeļļojošs.
To plaši izmanto kā vienu no mehānisko blīvējumu gala virsmu pāriem, un tas ir arī populārs materiāls segmentētiem riņķveida blīvējumiem un virzuļu gredzeniem ar sausu vai nelielu eļļošanas daudzumu. Šo oglekļa/grafīta maisījumu var arī piesūcināt ar citiem materiāliem, lai piešķirtu tam dažādas īpašības, piemēram, samazinātu porainību, uzlabotu nodiluma veiktspēju vai uzlabotu izturību.
Ar termoreaktīviem sveķiem piesūcināts oglekļa blīvējums ir visizplatītākais mehānisko blīvējumu gadījumā, un lielākā daļa ar sveķiem piesūcinātu oglekli var darboties dažādās ķīmiskās vielas, sākot no stiprām bāzēm līdz stiprām skābēm. Tiem ir arī labas berzes īpašības un atbilstošs modulis, lai palīdzētu kontrolēt spiediena izkropļojumus. Šis materiāls ir piemērots vispārējai darbībai līdz 260°C (500°F) ūdenī, dzesēšanas šķidrumos, degvielā, eļļās, vieglos ķīmiskos šķīdumos, kā arī pārtikas un zāļu lietošanai.
Ar antimonu piesūcinātie oglekļa blīvējumi ir izrādījušies veiksmīgi arī antimona stiprības un moduļa dēļ, padarot tos piemērotus augsta spiediena lietojumiem, kad nepieciešams stiprāks un stingrāks materiāls. Šīs blīves ir arī izturīgākas pret pūslīšu veidošanos lietojumos ar augstas viskozitātes šķidrumiem vai viegliem ogļūdeņražiem, padarot tos par standarta klasi daudzām rafinēšanas rūpnīcām.
Ogli var arī piesūcināt ar plēves veidotājiem, piemēram, fluorīdiem sausai darbībai, kriogēniem un vakuuma lietojumiem vai oksidācijas inhibitoriem, piemēram, fosfātiem augstā temperatūrā, lielā ātrumā un turbīnām līdz 800 pēdām sekundē un aptuveni 537 °C (1000 °F).
Keramikas
Keramika ir neorganiski nemetāliski materiāli, kas izgatavoti no dabīgiem vai sintētiskiem savienojumiem, visbiežāk no alumīnija oksīda vai alumīnija oksīda. Tam ir augsta kušanas temperatūra, augsta cietība, augsta nodilumizturība un izturība pret oksidēšanu, tāpēc to plaši izmanto tādās nozarēs kā mašīnas, ķīmiskās vielas, nafta, farmācija un automobiļi.
Tam ir arī lieliskas dielektriskās īpašības, un to parasti izmanto elektriskiem izolatoriem, nodilumizturīgiem komponentiem, slīpēšanas materiāliem un augstas temperatūras komponentiem. Augstas tīrības pakāpes alumīnija oksīdam ir lieliska ķīmiskā izturība pret lielāko daļu procesa šķidrumu, izņemot dažas spēcīgas skābes, tāpēc to var izmantot daudzos mehānisko blīvējumu lietojumos. Tomēr alumīnija oksīds var viegli saplīst termiskā trieciena ietekmē, kas ir ierobežojis tā izmantošanu dažos lietojumos, kur tas varētu būt problēma.
Silīcija karbīdu iegūst, sakausējot silīcija dioksīdu un koksu. Ķīmiski tas ir līdzīgs keramikai, taču tam ir labākas eļļošanas īpašības un tas ir cietāks, padarot to par labu nodilumizturīgu risinājumu skarbā vidē.
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.
Pašsaķepināts silīcija karbīds tiek izgatavots, saķepinot silīcija karbīda daļiņas tieši kopā, izmantojot bezoksīdu saķepināšanas palīglīdzekļus inertā vidē temperatūrā virs 2000°C. Tā kā trūkst otrreizējā materiāla (piemēram, silīcija), tieši saķepinātais materiāls ir ķīmiski izturīgs pret gandrīz visiem šķidruma un procesa apstākļiem, kas, iespējams, ir redzami centrbēdzes sūknī.
Volframa karbīds ir ļoti daudzpusīgs materiāls, piemēram, silīcija karbīds, taču tas ir vairāk piemērots augsta spiediena lietojumiem, jo tam ir augstāka elastība, kas ļauj tam ļoti nedaudz salocīties un novērst sejas kropļojumus. Tāpat kā silīcija karbīdu, to var atkārtoti pārklāt un pulēt.
Volframa karbīdus visbiežāk ražo kā cementētus karbīdus, tāpēc volframa karbīdu nemēģina savienot ar sevi. Tiek pievienots sekundārs metāls, lai savienotu vai sacementētu volframa karbīda daļiņas, iegūstot materiālu, kam ir volframa karbīda un metāla saistvielas apvienotās īpašības.
Tas ir izmantots ar priekšrocību, nodrošinot lielāku stingrību un triecienizturību, nekā iespējams, izmantojot volframa karbīdu. Viens no cementēta volframa karbīda trūkumiem ir tā augstais blīvums. Agrāk tika izmantots ar kobaltu saistīts volframa karbīds, taču tas pakāpeniski tika aizstāts ar niķeli saistītu volframa karbīdu, jo tam trūkst rūpniecībai nepieciešamās ķīmiskās saderības.
Ar niķeli saistītu volframa karbīdu plaši izmanto blīvējuma virsmām, kur vēlamas augstas stiprības un stingrības īpašības, un tam ir laba ķīmiskā saderība, ko parasti ierobežo brīvais niķelis.
GFPTFE
GFPTFE ir laba ķīmiskā izturība, un pievienotais stikls samazina blīvējuma virsmu berzi. Tas ir ideāli piemērots salīdzinoši tīriem lietojumiem un ir lētāks nekā citi materiāli. Ir pieejami apakšvarianti, lai labāk pielāgotu blīvējumu prasībām un videi, uzlabojot tā vispārējo veiktspēju.
Buna
Buna (pazīstama arī kā nitrilkaučuks) ir rentabls elastomērs O veida gredzeniem, hermētiķiem un veidnēm. Tas ir labi pazīstams ar savu mehānisko veiktspēju un labi darbojas naftas bāzes, naftas ķīmijas un ķīmiskajā lietošanā. To plaši izmanto arī jēlnaftai, ūdenim, dažādiem spirtiem, silikona smērvielām un hidrauliskajiem šķidrumiem tās neelastības dēļ.
Tā kā Buna ir sintētiskā kaučuka kopolimērs, tas labi darbojas lietojumos, kuros nepieciešama metāla saķere un nodilumizturīgs materiāls, un šis ķīmiskais fons padara to ideāli piemērotu hermētiķu lietošanai. Turklāt tas var izturēt zemas temperatūras, jo tas ir izstrādāts ar sliktu skābju un vieglu sārmu izturību.
Buna ir ierobežots lietojumos ar ārkārtējiem faktoriem, piemēram, augstām temperatūrām, laikapstākļiem, saules gaismai un tvaika noturību, un tas nav piemērots ar tīrāmām vietām (CIP) dezinfekcijas līdzekļiem, kas satur skābes un peroksīdus.
EPDM
EPDM ir sintētiska gumija, ko parasti izmanto automobiļu rūpniecībā, celtniecībā un mehāniskos lietojumos blīvēm un O-gredzeniem, caurulēm un paplāksnēm. Tas ir dārgāks nekā Buna, taču var izturēt dažādas termiskās, laikapstākļu un mehāniskās īpašības, pateicoties ilgstošai augstajai stiepes izturībai. Tas ir daudzpusīgs un ideāli piemērots lietošanai ar ūdeni, hloru, balinātāju un citiem sārmainiem materiāliem.
Pateicoties tā elastīgajām un lipīgajām īpašībām, pēc izstiepšanas EPDM atgriežas sākotnējā formā neatkarīgi no temperatūras. EPDM nav ieteicams lietot naftas eļļām, šķidrumiem, hlorētiem ogļūdeņražiem vai ogļūdeņražu šķīdinātājiem.
Vitons
Viton ir ilgmūžīgs, augstas veiktspējas, fluorēts, ogļūdeņraža gumijas izstrādājums, ko visbiežāk izmanto O veida gredzenos un blīvēs. Tas ir dārgāks nekā citi gumijas materiāli, taču tas ir vēlamais risinājums vissarežģītākajām un prasīgākajām blīvēšanas vajadzībām.
Tas ir izturīgs pret ozonu, oksidāciju un ekstremāliem laikapstākļiem, tostarp tādiem materiāliem kā alifātiskie un aromātiskie ogļūdeņraži, halogenēti šķidrumi un stipras skābes materiāli, tas ir viens no izturīgākajiem fluorelastomēriem.
Pareiza materiāla izvēle blīvēšanai ir svarīga veiksmīgai pielietojumam. Lai gan daudzi roņu materiāli ir līdzīgi, katrs no tiem kalpo dažādiem mērķiem, lai apmierinātu jebkādas īpašas vajadzības.
Izsūtīšanas laiks: 12. jūlijs 2023