Sandariklio medžiagos pasirinkimas yra svarbus, nes tai turės įtakos pritaikymo kokybei, tarnavimo laikui ir našumui, taip pat sumažins problemų skaičių ateityje. Čia apžvelgsime, kaip aplinka paveiks sandariklio medžiagos pasirinkimą, taip pat kai kurias dažniausiai pasitaikančias medžiagas ir kurioms reikmėms jos labiausiai tinka.
Aplinkos veiksniai
Renkantis sandariklio konstrukciją ir medžiagą, labai svarbi yra aplinka, kurioje jis bus veikiamas. Sandarinimo medžiagos turi turėti daug pagrindinių savybių, tinkamų bet kokiai aplinkai, įskaitant stabilų sandarinimo paviršių, gebėjimą praleisti šilumą, atsparumą chemikalams ir gerą atsparumą dilimui.
Kai kuriose aplinkose šios savybės turės būti stipresnės nei kitose. Kitos medžiagos savybės, į kurias reikėtų atsižvelgti vertinant aplinką, yra kietumas, standumas, šiluminis plėtimasis, atsparumas dilimui ir cheminis atsparumas. Turėdami tai omenyje, galėsite rasti idealią medžiagą savo sandarikliui.
Aplinka taip pat gali nulemti, ar pirmenybė teikiama sandariklio kainai, ar kokybei. Abrazyvinėms ir atšiaurioms aplinkoms sandarikliai gali būti brangesni, nes medžiagos turi būti pakankamai tvirtos, kad atlaikytų tokias sąlygas.
Tokiose aplinkose išlaidos aukštos kokybės sandarikliui laikui bėgant atsipirks, nes padės išvengti brangių prastovų, remonto, sandariklio atnaujinimo ar keitimo, kuriuos gali sukelti žemesnės kokybės sandariklis. Tačiau siurbimo sistemose, kuriose naudojamas labai švarus skystis, turintis tepimo savybių, vietoj aukštesnės kokybės guolių galima įsigyti pigesnį sandariklį.
Įprastos sandarinimo medžiagos
Anglis
Sandarinimo paviršiuose naudojama anglis yra amorfinės anglies ir grafito mišinys, o kiekvieno iš jų procentinė dalis lemia galutinės anglies rūšies fizines savybes. Tai inertiška, stabili medžiaga, kuri gali būti savaime tepanti.
Jis plačiai naudojamas kaip vienas iš mechaninių sandariklių galinių paviršių porų, taip pat yra populiari medžiaga segmentuotiems žiediniams sandarikliams ir stūmokliniams žiedams, tepamiems sausuoju būdu arba nedideliu kiekiu. Šis anglies / grafito mišinys taip pat gali būti impregnuotas kitomis medžiagomis, kad suteiktų jam skirtingas savybes, tokias kaip sumažintas poringumas, pagerintos dilimo savybės arba padidintas stiprumas.
Mechaniniams sandarikliams labiausiai paplitęs yra termoreaktyviosios dervos impregnuotas anglies sandariklis, o dauguma dervos impregnuotų anglies sandariklių gali veikti su įvairiomis cheminėmis medžiagomis – nuo stiprių bazių iki stiprių rūgščių. Jie taip pat pasižymi geromis trinties savybėmis ir pakankamu moduliu, kad padėtų kontroliuoti slėgio deformacijas. Ši medžiaga tinka bendram naudojimui iki 260 °C (500 °F) temperatūroje vandenyje, aušinimo skysčiuose, degaluose, alyvose, lengvuose cheminių medžiagų tirpaluose ir maisto bei vaistų srityje.
Stibiu impregnuoti anglies sandarikliai taip pat pasirodė esą sėkmingi dėl stibio stiprumo ir modulio, todėl jie tinka naudoti aukšto slėgio sąlygomis, kai reikia tvirtesnės ir standesnės medžiagos. Šie sandarikliai taip pat yra atsparesni pūslių susidarymui dirbant su didelio klampumo skysčiais arba lengvais angliavandeniliais, todėl tai yra standartinė rūšis daugelyje naftos perdirbimo gamyklų.
Anglis taip pat gali būti impregnuota plėveles formuojančiais preparatais, tokiais kaip fluoridai, skirtais sausam veikimui, kriogenikos ir vakuumo taikymams, arba oksidacijos inhibitoriais, tokiais kaip fosfatai, skirtais aukštai temperatūrai, dideliam greičiui ir turbinoms iki 800 pėdų per sekundę ir apie 537 °C (1000 °F).
Keramika
Keramika yra neorganinės nemetalinės medžiagos, pagamintos iš natūralių arba sintetinių junginių, dažniausiai aliuminio oksido arba aliuminio oksido. Ji pasižymi aukšta lydymosi temperatūra, dideliu kietumu, dideliu atsparumu dilimui ir oksidacijai, todėl plačiai naudojama tokiose pramonės šakose kaip mašinų gamyba, chemijos pramonė, naftos, farmacijos ir automobilių pramonė.
Jis taip pat pasižymi puikiomis dielektrinėmis savybėmis ir dažniausiai naudojamas elektros izoliatoriams, atspariems dilimui komponentams, šlifavimo terpėms ir aukštos temperatūros komponentams. Didelio grynumo aliuminio oksidas pasižymi puikiu cheminiu atsparumu daugumai technologinių skysčių, išskyrus kai kurias stiprias rūgštis, todėl jį galima naudoti daugelyje mechaninių sandariklių sričių. Tačiau aliuminio oksidas gali lengvai lūžti dėl terminio šoko, todėl kai kuriose srityse, kur tai gali būti problema, jo naudojimas yra ribotas.
Silicio karbidas gaminamas lydant silicio dioksidą ir koksą. Chemiškai jis panašus į keramiką, tačiau pasižymi geresnėmis tepimo savybėmis ir yra kietesnis, todėl yra geras, atsparus dilimui sprendimas atšiaurioms aplinkoms.
Jį taip pat galima peršlifuoti ir poliruoti, kad sandariklį būtų galima atnaujinti kelis kartus per jo eksploatavimo laiką. Paprastai jis naudojamas mechaniškiau, pavyzdžiui, mechaniniuose sandarikliuose, dėl gero atsparumo cheminei korozijai, didelio stiprumo, didelio kietumo, gero atsparumo dilimui, mažo trinties koeficiento ir atsparumo aukštai temperatūrai.
Kai silicio karbidas naudojamas mechaninių sandarinimo paviršių gamyboje, padidėja jo eksploatacinių savybių, sandarinimo tarnavimo laikas, sumažėja priežiūros išlaidos ir eksploatavimo išlaidos besisukantiems įrenginiams, pvz., turbinoms, kompresoriams ir išcentriniams siurbliams. Silicio karbidas gali turėti skirtingas savybes priklausomai nuo gamybos būdo. Reakciniu būdu sujungtas silicio karbidas susidaro reakcijos procese sujungiant silicio karbido daleles tarpusavyje.
Šis procesas reikšmingai nepaveikia daugumos medžiagos fizinių ir terminių savybių, tačiau riboja medžiagos cheminį atsparumą. Dažniausiai problemą keliančios cheminės medžiagos yra kaustinės medžiagos (ir kitos cheminės medžiagos, kurių pH yra aukštas) bei stiprios rūgštys, todėl reakcija surišto silicio karbido nereikėtų naudoti šiose srityse.
Savaime sukepintas silicio karbidas gaminamas tiesiogiai sukepinant silicio karbido daleles, naudojant neoksidus sukepinimo pagalbines medžiagas inertinėje aplinkoje, aukštesnėje nei 2000 °C temperatūroje. Dėl antrinės medžiagos (pvz., silicio) trūkumo tiesiogiai sukepinta medžiaga yra chemiškai atspari beveik bet kokioms skysčio ir proceso sąlygoms, kurios gali būti išcentriniame siurblyje.
Volframo karbidas yra labai universali medžiaga, kaip ir silicio karbidas, tačiau jis labiau tinka naudoti esant aukštam slėgiui, nes pasižymi didesniu elastingumu, todėl gali šiek tiek lankstytis ir išvengti paviršiaus deformacijos. Kaip ir silicio karbidą, jį galima peršlifuoti ir poliruoti.
Volframo karbidai dažniausiai gaminami kaip cementuoti karbidai, todėl nėra bandymo jungti volframo karbido su savimi. Pridedamas antrinis metalas, kuris suriša arba sucementuoja volframo karbido daleles, todėl gaunama medžiaga, turinti ir volframo karbido, ir metalinio rišiklio savybes.
Tai buvo panaudota siekiant didesnio tvirtumo ir smūgio stiprumo nei naudojant vien tik volframo karbidą. Vienas iš cementuoto volframo karbido trūkumų yra didelis tankis. Anksčiau buvo naudojamas kobaltu surištas volframo karbidas, tačiau jį palaipsniui pakeitė nikeliu surištas volframo karbidas, nes jam trūko pramonei reikalingo cheminio suderinamumo diapazono.
Nikeliu surištas volframo karbidas plačiai naudojamas sandarinimo paviršiams, kur pageidaujamas didelis stiprumas ir didelis tvirtumas, be to, jis pasižymi geru cheminiu suderinamumu, kurį paprastai riboja laisvasis nikelis.
GFPTFE
GFPTFE pasižymi geru atsparumu cheminėms medžiagoms, o pridėtas stiklas sumažina sandarinimo paviršių trintį. Jis idealiai tinka santykinai švarioms reikmėms ir yra pigesnis nei kitos medžiagos. Yra papildomų variantų, kad sandariklis geriau atitiktų reikalavimus ir aplinką, taip pagerinant jo bendras eksploatacines savybes.
Buna
Buna (dar žinoma kaip nitrilo kaučiukas) yra ekonomiškas elastomeras, skirtas sandarinimo žiedams, sandarikliams ir liejimo gaminiams. Jis gerai žinomas dėl savo mechaninių savybių ir puikiai tinka naftos, naftos chemijos ir chemijos pramonės reikmėms. Dėl savo nelankstumo jis taip pat plačiai naudojamas žalios naftos, vandens, įvairių alkoholio, silikoninių tepalų ir hidraulinių skysčių reikmėms.
Kadangi „Buna“ yra sintetinio kaučiuko kopolimeras, jis gerai veikia ten, kur reikalingas metalo sukibimas ir atsparumas dilimui, o dėl šios cheminės sudėties jis idealiai tinka sandarikliams. Be to, jis gali atlaikyti žemą temperatūrą, nes yra atsparus rūgštims ir švelniems šarmams.
„Buna“ tinka tik naudoti esant ekstremaliems veiksniams, pvz., aukštai temperatūrai, oro sąlygoms, saulės šviesai ir atsparumui garams, ir netinka naudoti su CIP dezinfekavimo priemonėmis, kurių sudėtyje yra rūgščių ir peroksidų.
EPDM
EPDM yra sintetinė guma, dažniausiai naudojama automobilių, statybos ir mechaninėse srityse sandarikliams ir O formos žiedams, vamzdžiams ir poveržlėms. Ji yra brangesnė nei „Buna“, tačiau dėl ilgalaikio didelio tempiamojo stiprumo gali atlaikyti įvairias šilumines, oro sąlygas ir mechanines savybes. Ji yra universali ir idealiai tinka naudoti su vandeniu, chloru, balikliu ir kitomis šarminėmis medžiagomis.
Dėl savo elastingų ir lipnių savybių, ištempus, EPDM grįžta į pradinę formą, nepriklausomai nuo temperatūros. EPDM nerekomenduojama naudoti naftos alyvoje, skysčiuose, chlorintuose angliavandeniliuose ar angliavandenilių tirpikliuose.
Vitonas
Vitonas yra ilgaamžis, didelio našumo, fluorintas, angliavandenilių kaučiukas, dažniausiai naudojamas O formos žieduose ir sandarikliuose. Jis yra brangesnis nei kitos gumos medžiagos, tačiau tai yra pageidaujamas pasirinkimas sudėtingiausiems ir reikliausiems sandarinimo poreikiams.
Atsparus ozonui, oksidacijai ir ekstremalioms oro sąlygoms, įskaitant tokias medžiagas kaip alifatiniai ir aromatiniai angliavandeniliai, halogeninti skysčiai ir stiprios rūgštys, tai vienas iš patvariausių fluorelastomerų.
Tinkamos sandarinimo medžiagos pasirinkimas yra svarbus sėkmingam pritaikymui. Nors daugelis sandarinimo medžiagų yra panašios, kiekviena iš jų atlieka įvairius tikslus, kad patenkintų bet kokį konkretų poreikį.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 12 d.