Výběr materiálu pro vaše těsnění je důležitý, protože bude hrát roli při určování kvality, životnosti a výkonu aplikace a při snižování problémů v budoucnu. Zde se podíváme na to, jak prostředí ovlivní výběr materiálu těsnění, a také na některé z nejběžnějších materiálů a na to, pro jaké aplikace jsou nejvhodnější.
Faktory prostředí
Prostředí, kterému bude těsnění vystaveno, je rozhodující při výběru designu a materiálu. Existuje řada klíčových vlastností, které těsnící materiály potřebují pro všechna prostředí, včetně vytvoření stabilního těsnicího čela, schopného vést teplo, chemické odolnosti a dobré odolnosti proti opotřebení.
V některých prostředích budou muset být tyto vlastnosti silnější než v jiných. Mezi další vlastnosti materiálu, které je třeba vzít v úvahu při zvažování prostředí, patří tvrdost, tuhost, tepelná roztažnost, opotřebení a chemická odolnost. Když je budete mít na paměti, pomůže vám to najít ideální materiál pro vaše těsnění.
Životní prostředí může také určit, zda lze upřednostnit cenu nebo kvalitu těsnění. Pro abrazivní a drsná prostředí mohou být těsnění dražší, protože materiály musí být dostatečně pevné, aby těmto podmínkám vydržely.
V takových prostředích se vynaložené peníze za vysoce kvalitní těsnění časem vrátí, protože to pomůže zabránit nákladným odstávkám, opravám a renovaci nebo výměně těsnění, ke kterým by mělo těsnění nižší kvality. velmi čistá kapalina, která má mazací vlastnosti, dalo by se koupit levnější těsnění ve prospěch kvalitnějších ložisek.
Běžné materiály těsnění
Uhlík
Uhlík použitý v těsnicích plochách je směsí amorfního uhlíku a grafitu, přičemž procenta každého z nich určují fyzikální vlastnosti konečného stupně uhlíku. Je to inertní, stabilní materiál, který může být samomazný.
Je široce používán jako jedna z dvojice koncových ploch v mechanických ucpávkách a je také oblíbeným materiálem pro segmentovaná obvodová těsnění a pístní kroužky při suchém nebo malém mazání. Tato směs uhlík/grafit může být také impregnována jinými materiály, aby měla jiné vlastnosti, jako je snížená poréznost, zlepšená odolnost proti opotřebení nebo zlepšená pevnost.
Uhlíkové těsnění impregnované termosetovou pryskyřicí je nejběžnější pro mechanické ucpávky, přičemž většina uhlíků impregnovaných pryskyřicí je schopna pracovat v široké škále chemikálií od silných zásad až po silné kyseliny. Mají také dobré třecí vlastnosti a adekvátní modul, který pomáhá kontrolovat deformace tlaku. Tento materiál je vhodný pro všeobecné použití do 260 °C (500 °F) ve vodě, chladicích kapalinách, palivech, olejích, roztocích lehkých chemikálií a v potravinářství a léčivech.
Antimonem impregnovaná uhlíková těsnění se také ukázala jako úspěšná díky pevnosti a modulu antimonu, takže jsou vhodná pro vysokotlaké aplikace, kdy je potřeba silnější a tužší materiál. Tato těsnění jsou také odolnější vůči tvorbě puchýřů v aplikacích s vysoce viskózními kapalinami nebo lehkými uhlovodíky, což z nich činí standardní třídu pro mnoho rafinérských aplikací.
Uhlík lze také impregnovat filmotvornými látkami, jako jsou fluoridy pro suchý provoz, kryogeniku a vakuové aplikace, nebo inhibitory oxidace, jako jsou fosfáty pro vysokoteplotní, vysokorychlostní a turbínové aplikace do 800 stop/s a přibližně 537 °C (1 000 °F).
Keramický
Keramika jsou anorganické nekovové materiály vyrobené z přírodních nebo syntetických sloučenin, nejčastěji oxidu hlinitého nebo oxidu hlinitého. Má vysoký bod tání, vysokou tvrdost, vysokou odolnost proti opotřebení a odolnost proti oxidaci, takže je široce používán v průmyslových odvětvích, jako je strojírenství, chemický, ropný, farmaceutický a automobilový průmysl.
Má také vynikající dielektrické vlastnosti a běžně se používá pro elektrické izolátory, součásti odolné proti opotřebení, brusná média a vysokoteplotní součásti. Oxid hlinitý má ve vysoké čistotě vynikající chemickou odolnost vůči většině procesních kapalin, kromě některých silných kyselin, což vede k jeho použití v mnoha aplikacích mechanických těsnění. Oxid hlinitý se však může snadno zlomit tepelným šokem, což omezuje jeho použití v některých aplikacích, kde by to mohl být problém.
Karbid křemíku se vyrábí tavením oxidu křemičitého a koksu. Je chemicky podobný keramice, ale má lepší mazací vlastnosti a je tvrdší, což z něj dělá dobré odolné řešení pro drsná prostředí.
Může být také znovu lapováno a leštěno, takže těsnění může být během své životnosti několikrát renovováno. Obecně se používá spíše mechanicky, například v mechanických ucpávkách pro svou dobrou odolnost proti chemické korozi, vysokou pevnost, vysokou tvrdost, dobrou odolnost proti opotřebení, malý koeficient tření a odolnost vůči vysokým teplotám.
Při použití pro mechanické ucpávky má karbid křemíku za následek zlepšený výkon, delší životnost těsnění, nižší náklady na údržbu a nižší provozní náklady pro rotační zařízení, jako jsou turbíny, kompresory a odstředivá čerpadla. Karbid křemíku může mít různé vlastnosti v závislosti na tom, jak byl vyroben. Reakčně vázaný karbid křemíku vzniká vzájemným vázáním částic karbidu křemíku v reakčním procesu.
Tento proces významně neovlivňuje většinu fyzikálních a tepelných vlastností materiálu, omezuje však chemickou odolnost materiálu. Nejběžnější chemikálie, které jsou problémem, jsou žíraviny (a další chemikálie s vysokým pH) a silné kyseliny, a proto by se v těchto aplikacích neměl používat karbid křemíku vázaný na reakci.
Samospékaný karbid křemíku se vyrábí slinováním částic karbidu křemíku přímo dohromady pomocí neoxidových slinovacích pomůcek v inertním prostředí při teplotách nad 2 000 °C. Kvůli nedostatku sekundárního materiálu (jako je křemík) je přímo slinutý materiál chemicky odolný vůči téměř jakékoli kapalině a procesním podmínkám, které se pravděpodobně vyskytují v odstředivém čerpadle.
Karbid wolframu je vysoce všestranný materiál jako karbid křemíku, ale je vhodnější pro vysokotlaké aplikace, protože má vyšší elasticitu, která mu umožňuje velmi mírné ohnutí a zabraňuje deformaci tváře. Stejně jako karbid křemíku jej lze znovu lapovat a leštit.
Karbidy wolframu jsou nejčastěji vyráběny jako slinuté karbidy, takže nedochází k žádnému pokusu o spojení karbidu wolframu. Přidá se sekundární kov, který spojí nebo slepí částice karbidu wolframu dohromady, což vede k materiálu, který má kombinované vlastnosti karbidu wolframu i kovového pojiva.
Toho bylo s výhodou využito tím, že poskytuje větší houževnatost a rázovou houževnatost, než je možné u samotného karbidu wolframu. Jednou ze slabin slinutého karbidu wolframu je jeho vysoká hustota. V minulosti se používal karbid wolframu vázaný na kobalt, ale postupně byl nahrazen karbidem wolframu vázaným na nikl, protože postrádal rozsah chemické kompatibility požadovaný pro průmysl.
Karbid wolframu vázaný na nikl se široce používá pro těsnicí plochy, kde je požadována vysoká pevnost a vysoká houževnatost, a má dobrou chemickou kompatibilitu obecně omezenou volným niklem.
GFPTFE
GFPTFE má dobrou chemickou odolnost a přidané sklo snižuje tření těsnicích ploch. Je ideální pro relativně čisté aplikace a je levnější než jiné materiály. K dispozici jsou dílčí varianty, které těsnění lépe přizpůsobí požadavkům a prostředí a zlepší jeho celkový výkon.
Buna
Buna (také známý jako nitrilový kaučuk) je cenově výhodný elastomer pro O-kroužky, tmely a lisované výrobky. Je dobře známý pro své mechanické vlastnosti a dobře funguje v ropných, petrochemických a chemických aplikacích. Díky své nepružnosti je také široce používán pro ropu, vodu, různé alkoholy, silikonové maziva a hydraulické kapaliny.
Jelikož je Buna kopolymer syntetického kaučuku, dobře funguje v aplikacích vyžadujících přilnavost kovů a otěruvzdorný materiál a toto chemické pozadí jej také činí ideální pro aplikace tmelů. Kromě toho může odolat nízkým teplotám, protože je navržen se špatnou odolností vůči kyselinám a mírným zásadám.
Buna je omezena v aplikacích s extrémními faktory, jako jsou vysoké teploty, počasí, sluneční záření a odolnost vůči páře, a není vhodná s čistícími prostředky na místě (CIP) obsahujícími kyseliny a peroxidy.
EPDM
EPDM je syntetický kaučuk běžně používaný v automobilovém průmyslu, stavebnictví a mechanických aplikacích pro těsnění a O-kroužky, trubky a podložky. Je dražší než Buna, ale díky své dlouhotrvající vysoké pevnosti v tahu vydrží různé tepelné, povětrnostní a mechanické vlastnosti. Je univerzální a ideální pro aplikace zahrnující vodu, chlór, bělidlo a další alkalické materiály.
Díky svým elastickým a adhezivním vlastnostem se EPDM po natažení vrátí do svého původního tvaru bez ohledu na teplotu. EPDM se nedoporučuje pro aplikace ropných olejů, kapalin, chlorovaných uhlovodíků nebo uhlovodíkových rozpouštědel.
Viton
Viton je vysoce výkonný fluorovaný uhlovodíkový kaučuk s dlouhou životností, který se nejčastěji používá v O-kroužcích a těsněních. Je dražší než jiné pryžové materiály, ale je preferovanou možností pro nejnáročnější a nejnáročnější potřeby těsnění.
Odolává ozónu, oxidaci a extrémním povětrnostním podmínkám, včetně materiálů, jako jsou alifatické a aromatické uhlovodíky, halogenované kapaliny a silné kyselé materiály, je jedním z robustnějších fluoroelastomerů.
Výběr správného materiálu pro těsnění je důležitý pro úspěch aplikace. I když je mnoho materiálů těsnění podobných, každý slouží k různým účelům, aby vyhověl jakékoli specifické potřebě.
Čas odeslání: 12. července 2023