Die keuse van die materiaal vir jou seël is belangrik, aangesien dit 'n rol sal speel in die bepaling van die kwaliteit, lewensduur en werkverrigting van 'n toepassing, en die vermindering van probleme in die toekoms. Hier kyk ons na hoe die omgewing die keuse van seëlmateriaal sal beïnvloed, asook na sommige van die mees algemene materiale en vir watter toepassings hulle die geskikste is.
Omgewingsfaktore
Die omgewing waaraan 'n seël blootgestel sal word, is van kritieke belang wanneer die ontwerp en materiaal gekies word. Daar is 'n aantal sleuteleienskappe wat seëlmateriale vir alle omgewings benodig, insluitend die skep van 'n stabiele seëlvlak, hittegeleiding, chemies bestand, en goeie slytasiebestandheid.
In sommige omgewings sal hierdie eienskappe sterker moet wees as in ander. Ander materiaaleienskappe wat in ag geneem moet word wanneer die omgewing oorweeg word, sluit in hardheid, styfheid, termiese uitsetting, slytasie en chemiese weerstand. Deur hierdie in gedagte te hou, sal dit jou help om die ideale materiaal vir jou seël te vind.
Die omgewing kan ook bepaal of die koste of kwaliteit van die seël voorkeur kan kry. Vir skurende en strawwe omgewings kan seëls duurder wees as gevolg van die materiale wat sterk genoeg moet wees om hierdie toestande te weerstaan.
Vir sulke omgewings sal die besteding van die geld vir 'n hoëgehalte-seël homself mettertyd terugbetaal, aangesien dit sal help om die duur afskakelings, herstelwerk en opknapping of vervanging van die seël te voorkom wat 'n laergehalte-seël tot gevolg sal hê. In pomptoepassings met baie skoon vloeistof wat smeer-eienskappe het, kan 'n goedkoper seël egter gekoop word ten gunste van hoërgehalte-laers.
Algemene seëlmateriale
Koolstof
Koolstof wat in seëlvlakke gebruik word, is 'n mengsel van amorfe koolstof en grafiet, met die persentasies van elk wat die fisiese eienskappe van die finale graad koolstof bepaal. Dit is 'n inerte, stabiele materiaal wat selfsmerend kan wees.
Dit word wyd gebruik as een van die paar eindvlakke in meganiese seëls, en dit is ook 'n gewilde materiaal vir gesegmenteerde omtrekseëls en suierringe onder droë of klein hoeveelhede smering. Hierdie koolstof/grafietmengsel kan ook met ander materiale geïmpregneer word om dit verskillende eienskappe te gee, soos verminderde porositeit, verbeterde slytasieprestasie of verbeterde sterkte.
'n Termohardende hars-geïmpregneerde koolstofseël is die algemeenste vir meganiese seëls, met die meeste hars-geïmpregneerde koolstofseëls wat in staat is om in 'n wye reeks chemikalieë te werk, van sterk basisse tot sterk sure. Hulle het ook goeie wrywingseienskappe en 'n voldoende modulus om drukvervormings te help beheer. Hierdie materiaal is geskik vir algemene gebruik tot 260°C (500°F) in water, koelmiddels, brandstowwe, olies, ligte chemiese oplossings en voedsel- en medisynetoepassings.
Antimoon-geïmpregneerde koolstofseëls het ook bewys dat hulle suksesvol is as gevolg van die sterkte en modulus van antimoon, wat dit goed maak vir hoëdruktoepassings wanneer 'n sterker en stywer materiaal benodig word. Hierdie seëls is ook meer bestand teen blaasvorming in toepassings met hoëviskositeitsvloeistowwe of ligte koolwaterstowwe, wat dit die standaardgraad vir baie raffinaderytoepassings maak.
Koolstof kan ook geïmpregneer word met filmvormers soos fluoriede vir droë loop, kriogenika en vakuumtoepassings, of oksidasie-inhibeerders soos fosfate vir hoë temperatuur, hoë spoed en turbinetoepassings tot 800 vt/sek en ongeveer 537°C (1 000°F).
Keramiek
Keramiek is anorganiese nie-metaalmateriale gemaak van natuurlike of sintetiese verbindings, meestal alumina-oksied of alumina. Dit het 'n hoë smeltpunt, hoë hardheid, hoë slytasieweerstand en oksidasieweerstand, daarom word dit wyd gebruik in nywerhede soos masjinerie, chemikalieë, petroleum, farmaseutiese produkte en motorvoertuie.
Dit het ook uitstekende diëlektriese eienskappe en word algemeen gebruik vir elektriese isolators, slytbestande komponente, slypmedia en hoëtemperatuurkomponente. In hoë suiwerhede het alumina uitstekende chemiese weerstand teen die meeste prosesvloeistowwe behalwe sommige sterk sure, wat daartoe lei dat dit in baie meganiese seëltoepassings gebruik word. Alumina kan egter maklik onder termiese skok breek, wat die gebruik daarvan in sommige toepassings beperk het waar dit 'n probleem kan wees.
Silikonkarbied word gemaak deur silika en kooks te smelt. Dit is chemies soortgelyk aan keramiek, maar het beter smeer-eienskappe en is harder, wat dit 'n goeie, duursame oplossing vir strawwe omgewings maak.
Dit kan ook heroorlê en gepoleer word sodat 'n seël verskeie kere oor sy leeftyd opgeknap kan word. Dit word oor die algemeen meer meganies gebruik, soos in meganiese seëls vir sy goeie chemiese korrosiebestandheid, hoë sterkte, hoë hardheid, goeie slytasiebestandheid, klein wrywingskoëffisiënt en hoë temperatuurbestandheid.
Wanneer dit vir meganiese seëlvlakke gebruik word, lei silikonkarbied tot verbeterde werkverrigting, verhoogde seëlleeftyd, laer onderhoudskoste en laer lopende koste vir roterende toerusting soos turbines, kompressors en sentrifugale pompe. Silikonkarbied kan verskillende eienskappe hê, afhangende van hoe dit vervaardig is. Reaksiegebonde silikonkarbied word gevorm deur silikonkarbieddeeltjies aan mekaar te bind in 'n reaksieproses.
Hierdie proses beïnvloed nie die meeste van die fisiese en termiese eienskappe van die materiaal noemenswaardig nie, maar dit beperk wel die chemiese weerstand van die materiaal. Die mees algemene chemikalieë wat 'n probleem is, is bytmiddels (en ander hoë pH-chemikalieë) en sterk sure, en daarom moet reaksiegebonde silikonkarbied nie met hierdie toepassings gebruik word nie.
Selfgesinterde silikonkarbied word gemaak deur silikonkarbieddeeltjies direk saam te sinter met behulp van nie-oksied sinterhulpmiddels in 'n inerte omgewing by temperature van meer as 2 000 °C. As gevolg van die gebrek aan 'n sekondêre materiaal (soos silikon), is die direk gesinterde materiaal chemies bestand teen byna enige vloeistof- en prosestoestand wat waarskynlik in 'n sentrifugale pomp gesien sal word.
Wolframkarbied is 'n hoogs veelsydige materiaal soos silikonkarbied, maar dit is meer geskik vir hoëdruktoepassings aangesien dit hoër elastisiteit het wat dit toelaat om baie effens te buig en vlakvervorming te voorkom. Soos silikonkarbied, kan dit herlep en gepoleer word.
Wolframkarbiede word meestal as gesementeerde karbiede vervaardig, dus is daar geen poging om wolframkarbied aan homself te bind nie. 'n Sekondêre metaal word bygevoeg om die wolframkarbieddeeltjies aan mekaar te bind of te sementeer, wat lei tot 'n materiaal wat die gekombineerde eienskappe van beide wolframkarbied en die metaalbindmiddel het.
Dit is tot 'n voordeel gebruik deur groter taaiheid en impaksterkte te bied as wat moontlik is met wolframkarbied alleen. Een van die swakpunte van gesementeerde wolframkarbied is die hoë digtheid daarvan. In die verlede is kobaltgebonde wolframkarbied gebruik, maar dit is geleidelik vervang deur nikkelgebonde wolframkarbied omdat dit nie die reeks chemiese verenigbaarheid het wat vir die industrie vereis word nie.
Nikkelgebonde wolframkarbied word wyd gebruik vir seëlvlakke waar hoë sterkte en hoë taaiheidseienskappe verlang word, en dit het goeie chemiese verenigbaarheid wat oor die algemeen beperk word deur die vrye nikkel.
GFPTFE
GFPTFE het goeie chemiese weerstand, en die bygevoegde glas verminder die wrywing van die seëlvlakke. Dit is ideaal vir relatief skoon toepassings en is goedkoper as ander materiale. Daar is subvariante beskikbaar om die seël beter by die vereistes en omgewing aan te pas, wat die algehele werkverrigting daarvan verbeter.
Buna
Buna (ook bekend as nitrielrubber) is 'n koste-effektiewe elastomeer vir O-ringe, seëlmiddels en gevormde produkte. Dit is bekend vir sy meganiese werkverrigting en presteer goed in olie-gebaseerde, petrochemiese en chemiese toepassings. Dit word ook wyd gebruik vir ru-olie, water, verskeie alkohol-, silikoonvet- en hidrouliese vloeistoftoepassings as gevolg van sy onbuigsaamheid.
Aangesien Buna 'n sintetiese rubber kopolimeer is, presteer dit goed in toepassings wat metaalhegting en skuurbestande materiaal vereis, en hierdie chemiese agtergrond maak dit ook ideaal vir seëlaartoepassings. Verder kan dit lae temperature weerstaan aangesien dit ontwerp is met swak suur- en ligte alkali-weerstand.
Buna is beperk in toepassings met uiterste faktore soos hoë temperature, weer, sonlig en stoombestande toepassings, en is nie geskik met skoonmaak-in-plek (CIP) ontsmettingsmiddels wat sure en peroksiede bevat nie.
EPDM
EPDM is 'n sintetiese rubber wat algemeen in motor-, konstruksie- en meganiese toepassings gebruik word vir seëls en O-ringe, buise en wassers. Dit is duurder as Buna, maar kan 'n verskeidenheid termiese, weer- en meganiese eienskappe weerstaan as gevolg van sy langdurige hoë treksterkte. Dit is veelsydig en ideaal vir toepassings wat water, chloor, bleikmiddel en ander alkaliese materiale behels.
As gevolg van sy elastiese en kleefeienskappe, keer EPDM terug na sy oorspronklike vorm sodra dit gerek is, ongeag die temperatuur. EPDM word nie aanbeveel vir petroleumolie, vloeistowwe, gechloreerde koolwaterstof of koolwaterstofoplosmiddeltoepassings nie.
Viton
Viton is 'n langdurige, hoëprestasie-, gefluoreerde koolwaterstofrubberproduk wat die meeste in O-ringe en seëls gebruik word. Dit is duurder as ander rubbermateriale, maar dit is die voorkeuropsie vir die mees uitdagende en veeleisende seëlbehoeftes.
Bestand teen osoon, oksidasie en uiterste weerstoestande, insluitend materiale soos alifatiese en aromatiese koolwaterstowwe, gehalogeneerde vloeistowwe en sterk suurmateriale, is dit een van die meer robuuste fluoroelastomere.
Die keuse van die korrekte materiaal vir verseëling is belangrik vir die sukses van 'n toepassing. Alhoewel baie seëlmateriale soortgelyk is, dien elkeen 'n verskeidenheid doeleindes om aan enige spesifieke behoefte te voldoen.
Plasingstyd: 12 Julie 2023