Việc lựa chọn vật liệu cho lớp niêm phong của bạn rất quan trọng vì nó sẽ đóng vai trò quyết định chất lượng, tuổi thọ và hiệu suất của ứng dụng, đồng thời giảm thiểu các vấn đề trong tương lai. Ở đây, chúng ta sẽ xem xét cách môi trường sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu niêm phong, cũng như một số vật liệu phổ biến nhất và ứng dụng nào phù hợp nhất với chúng.
Các yếu tố môi trường
Môi trường mà lớp niêm phong sẽ tiếp xúc là rất quan trọng khi lựa chọn thiết kế và vật liệu. Có một số đặc tính chính mà vật liệu niêm phong cần có cho mọi môi trường, bao gồm tạo ra bề mặt niêm phong ổn định, có khả năng dẫn nhiệt, chống hóa chất và chống mài mòn tốt.
Trong một số môi trường, các đặc tính này sẽ cần phải mạnh hơn các đặc tính khác. Các đặc tính vật liệu khác cần được tính đến khi xem xét môi trường bao gồm độ cứng, độ cứng, độ giãn nở nhiệt, độ mài mòn và khả năng chống hóa chất. Ghi nhớ những điều này sẽ giúp bạn tìm được vật liệu lý tưởng cho lớp niêm phong của mình.
Môi trường cũng có thể quyết định xem chi phí hay chất lượng của miếng đệm có thể được ưu tiên hay không. Đối với môi trường mài mòn và khắc nghiệt, miếng đệm có thể đắt hơn do vật liệu cần phải đủ bền để chịu được những điều kiện này.
Đối với những môi trường như vậy, việc chi tiền cho một phớt chất lượng cao sẽ được hoàn lại theo thời gian vì nó sẽ giúp ngăn ngừa việc đóng cửa, sửa chữa, tân trang hoặc thay thế phớt tốn kém mà phớt chất lượng thấp hơn sẽ gây ra. Tuy nhiên, trong các ứng dụng bơm với chất lỏng rất sạch có đặc tính bôi trơn, có thể mua một phớt rẻ hơn để thay thế cho ổ trục chất lượng cao hơn.
Vật liệu niêm phong thông thường
Cacbon
Carbon được sử dụng trong mặt phớt là hỗn hợp carbon vô định hình và than chì, với tỷ lệ phần trăm của từng loại quyết định tính chất vật lý của cấp carbon cuối cùng. Đây là vật liệu trơ, ổn định và có khả năng tự bôi trơn.
Nó được sử dụng rộng rãi như một trong những cặp mặt đầu trong phớt cơ khí và cũng là vật liệu phổ biến cho phớt chu vi phân đoạn và vòng piston dưới lượng bôi trơn khô hoặc ít. Hỗn hợp carbon/graphite này cũng có thể được tẩm với các vật liệu khác để mang lại cho nó các đặc tính khác nhau như giảm độ xốp, cải thiện hiệu suất mài mòn hoặc cải thiện độ bền.
Phớt carbon tẩm nhựa nhiệt rắn là loại phớt cơ khí phổ biến nhất, với hầu hết các loại carbon tẩm nhựa có khả năng hoạt động trong nhiều loại hóa chất từ bazơ mạnh đến axit mạnh. Chúng cũng có đặc tính ma sát tốt và mô đun thích hợp để giúp kiểm soát sự biến dạng áp suất. Vật liệu này phù hợp với nhiệm vụ chung ở nhiệt độ 260°C (500°F) trong nước, chất làm mát, nhiên liệu, dầu, dung dịch hóa chất nhẹ và các ứng dụng thực phẩm và dược phẩm.
Phớt carbon tẩm antimon cũng đã được chứng minh là thành công nhờ độ bền và mô đun của antimon, khiến nó phù hợp với các ứng dụng áp suất cao khi cần vật liệu cứng và bền hơn. Các phớt này cũng có khả năng chống phồng rộp tốt hơn trong các ứng dụng có chất lỏng có độ nhớt cao hoặc hydrocarbon nhẹ, khiến nó trở thành loại tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng lọc dầu.
Carbon cũng có thể được tẩm bằng chất tạo màng như florua cho ứng dụng chạy khô, nhiệt độ thấp và chân không, hoặc chất ức chế oxy hóa như phosphat cho ứng dụng nhiệt độ cao, tốc độ cao và tua bin lên đến 800ft/giây và khoảng 537°C (1.000°F).
Gốm sứ
Gốm sứ là vật liệu vô cơ phi kim loại được làm từ các hợp chất tự nhiên hoặc tổng hợp, phổ biến nhất là oxit nhôm hoặc alumina. Nó có điểm nóng chảy cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chống oxy hóa cao, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như máy móc, hóa chất, dầu mỏ, dược phẩm và ô tô.
Nó cũng có đặc tính điện môi tuyệt vời và thường được sử dụng cho các chất cách điện, các thành phần chống mài mòn, vật liệu mài và các thành phần chịu nhiệt độ cao. Ở độ tinh khiết cao, alumina có khả năng chống hóa chất tuyệt vời đối với hầu hết các chất lỏng quy trình ngoại trừ một số axit mạnh, dẫn đến việc nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng phớt cơ khí. Tuy nhiên, alumina có thể dễ bị gãy dưới tác động của sốc nhiệt, điều này đã hạn chế việc sử dụng nó trong một số ứng dụng mà điều này có thể là vấn đề.
Silicon carbide được tạo ra bằng cách nung chảy silica và than cốc. Về mặt hóa học, nó tương tự như gốm, nhưng có chất lượng bôi trơn tốt hơn và cứng hơn, khiến nó trở thành giải pháp bền bỉ tốt cho môi trường khắc nghiệt.
Nó cũng có thể được mài lại và đánh bóng để có thể tân trang lại phớt nhiều lần trong suốt thời gian sử dụng. Nó thường được sử dụng nhiều hơn về mặt cơ học, chẳng hạn như trong phớt cơ khí vì khả năng chống ăn mòn hóa học tốt, độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt, hệ số ma sát nhỏ và khả năng chịu nhiệt độ cao.
Khi được sử dụng cho mặt phớt cơ khí, silicon carbide mang lại hiệu suất được cải thiện, tuổi thọ phớt tăng, chi phí bảo trì thấp hơn và chi phí vận hành thấp hơn cho các thiết bị quay như tua bin, máy nén và máy bơm ly tâm. Silicon carbide có thể có các tính chất khác nhau tùy thuộc vào cách sản xuất. Silicon carbide liên kết phản ứng được hình thành bằng cách liên kết các hạt silicon carbide với nhau trong một quá trình phản ứng.
Quá trình này không ảnh hưởng đáng kể đến hầu hết các tính chất vật lý và nhiệt của vật liệu, tuy nhiên nó hạn chế khả năng chống hóa chất của vật liệu. Các hóa chất phổ biến nhất gây ra vấn đề là chất ăn da (và các hóa chất có độ pH cao khác) và axit mạnh, do đó không nên sử dụng silicon carbide liên kết phản ứng với các ứng dụng này.
Silicon carbide tự thiêu kết được tạo ra bằng cách thiêu kết các hạt silicon carbide trực tiếp với nhau bằng cách sử dụng chất trợ thiêu kết không oxit trong môi trường trơ ở nhiệt độ trên 2.000°C. Do không có vật liệu thứ cấp (như silicon), vật liệu thiêu kết trực tiếp có khả năng chống lại hóa chất đối với hầu hết mọi chất lỏng và điều kiện quy trình có thể thấy trong máy bơm ly tâm.
Cacbua vonfram là vật liệu có tính linh hoạt cao như cacbua silic, nhưng nó phù hợp hơn với các ứng dụng áp suất cao vì nó có độ đàn hồi cao hơn, cho phép nó uốn cong rất nhẹ và ngăn ngừa biến dạng bề mặt. Giống như cacbua silic, nó có thể được mài lại và đánh bóng.
Tungsten carbide thường được sản xuất dưới dạng carbide xi măng nên không có nỗ lực liên kết tungsten carbide với chính nó. Một kim loại thứ cấp được thêm vào để liên kết hoặc xi măng các hạt tungsten carbide với nhau, tạo ra một vật liệu có các đặc tính kết hợp của cả tungsten carbide và chất kết dính kim loại.
Điều này đã được sử dụng để tạo ra lợi thế bằng cách cung cấp độ bền và sức chịu va đập lớn hơn so với cacbua vonfram đơn thuần. Một trong những điểm yếu của cacbua vonfram xi măng là mật độ cao của nó. Trước đây, cacbua vonfram liên kết coban đã được sử dụng, tuy nhiên nó đã dần được thay thế bằng cacbua vonfram liên kết niken do nó không có phạm vi tương thích hóa học cần thiết cho ngành công nghiệp.
Cacbua vonfram liên kết niken được sử dụng rộng rãi cho các mặt đệm kín cần có độ bền và độ dẻo dai cao, và nó có khả năng tương thích hóa học tốt thường bị giới hạn bởi niken tự do.
GFPTFE
GFPTFE có khả năng chống hóa chất tốt và lớp kính bổ sung làm giảm ma sát của các mặt bịt kín. Nó lý tưởng cho các ứng dụng tương đối sạch và rẻ hơn các vật liệu khác. Có các biến thể phụ để phù hợp hơn với lớp bịt kín với các yêu cầu và môi trường, cải thiện hiệu suất tổng thể của nó.
Buna
Buna (còn được gọi là cao su nitrile) là một loại elastomer tiết kiệm chi phí cho vòng chữ O, chất bịt kín và các sản phẩm đúc. Nó được biết đến rộng rãi vì hiệu suất cơ học và hoạt động tốt trong các ứng dụng gốc dầu, hóa dầu và hóa chất. Nó cũng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dầu thô, nước, nhiều loại cồn, mỡ silicon và chất lỏng thủy lực do tính không linh hoạt của nó.
Vì Buna là một đồng trùng hợp cao su tổng hợp, nên nó hoạt động tốt trong các ứng dụng đòi hỏi độ bám dính kim loại và vật liệu chống mài mòn, và nền tảng hóa học này cũng làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng keo dán. Hơn nữa, nó có thể chịu được nhiệt độ thấp vì nó được thiết kế với khả năng chống axit kém và kiềm nhẹ.
Buna bị hạn chế trong các ứng dụng có yếu tố khắc nghiệt như nhiệt độ cao, thời tiết, ánh sáng mặt trời và khả năng chống hơi nước, và không phù hợp với các chất khử trùng tại chỗ (CIP) có chứa axit và peroxide.
EPDM
EPDM là một loại cao su tổng hợp thường được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, xây dựng và cơ khí cho phớt và vòng đệm chữ O, ống và vòng đệm. Nó đắt hơn Buna, nhưng có thể chịu được nhiều đặc tính nhiệt, thời tiết và cơ học do có độ bền kéo cao lâu dài. Nó linh hoạt và lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến nước, clo, thuốc tẩy và các vật liệu kiềm khác.
Do tính chất đàn hồi và bám dính, khi bị kéo căng, EPDM sẽ trở lại hình dạng ban đầu bất kể nhiệt độ. EPDM không được khuyến khích sử dụng cho dầu mỏ, chất lỏng, hydrocarbon clo hóa hoặc dung môi hydrocarbon.
Viton
Viton là sản phẩm cao su hydrocarbon có flo, hiệu suất cao, bền lâu, thường được sử dụng trong vòng chữ O và phớt. Sản phẩm này đắt hơn các vật liệu cao su khác nhưng là lựa chọn ưu tiên cho nhu cầu phớt khó khăn và khắt khe nhất.
Có khả năng chống lại ozone, quá trình oxy hóa và điều kiện thời tiết khắc nghiệt, bao gồm các vật liệu như hydrocarbon mạch thẳng và mạch vòng, chất lỏng halogen hóa và vật liệu axit mạnh, đây là một trong những loại fluoroelastomer bền chắc nhất.
Việc lựa chọn vật liệu bịt kín phù hợp rất quan trọng đối với sự thành công của ứng dụng. Mặc dù nhiều vật liệu bịt kín tương tự nhau, nhưng mỗi loại có nhiều mục đích khác nhau để đáp ứng mọi nhu cầu cụ thể.
Thời gian đăng: 12-07-2023