Việc chọn vật liệu cho con dấu của bạn rất quan trọng vì nó sẽ đóng vai trò quyết định chất lượng, tuổi thọ và hiệu suất của ứng dụng cũng như giảm thiểu các vấn đề trong tương lai.Ở đây, chúng ta hãy xem môi trường sẽ ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn vật liệu bịt kín, cũng như một số vật liệu phổ biến nhất và ứng dụng nào chúng phù hợp nhất.
Nhân tố môi trường
Môi trường mà con dấu sẽ tiếp xúc là rất quan trọng khi lựa chọn thiết kế và vật liệu.Có một số đặc tính quan trọng mà vật liệu bịt kín cần cho mọi môi trường, bao gồm tạo ra bề mặt bịt kín ổn định, có khả năng dẫn nhiệt, kháng hóa chất và chống mài mòn tốt.
Trong một số môi trường, những thuộc tính này sẽ cần phải mạnh hơn những môi trường 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 kháng hóa chất.Hãy ghi nhớ những điều này sẽ giúp bạn tìm được vật liệu lý tưởng cho con dấu của mình.
Môi trường cũng có thể xác định liệu chi phí hoặc chất lượng của con dấu có thể được ưu tiên hay không.Đối với môi trường mài mòn và khắc nghiệt, vòng 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 cụm làm kín chất lượng cao sẽ tự thu hồi vốn theo thời gian vì nó sẽ giúp tránh việc ngừng hoạt động, sửa chữa và nâng cấp hoặc thay thế cụm làm kín tốn kém mà cụm làm kín chất lượng thấp hơn sẽ gây ra. Tuy nhiên, trong các ứng dụng bơm có chất lỏng rất sạch có đặc tính bôi trơn, có thể mua phốt rẻ hơn để thay thế cho vòng bi chất lượng cao hơn.
Vật liệu làm kín thông dụng
Carbon
Carbon được sử dụng trong các bề mặt bịt kín là hỗn hợp của carbon vô định hình và than chì, với tỷ lệ phần trăm của mỗi loại xác định tính chất vật lý trên loại carbon cuối cùng.Nó là một vật liệu trơ, ổn định và có thể tự bôi trơn.
Nó được sử dụng rộng rãi như một trong những cặp mặt cuối của phốt cơ khí và nó cũng là vật liệu phổ biến cho phốt chu vi phân đoạn và vòng piston trong điều kiện bôi trơn khô hoặc một lượng nhỏ.Hỗn hợp carbon/graphite này cũng có thể được ngâm tẩm với các vật liệu khác để mang lại cho nó những đặc tính khác nhau như giảm độ xốp, cải thiện hiệu suất mài mòn hoặc cải thiện độ bền.
Phớt cacbon tẩm nhựa nhiệt rắn là loại phổ biến nhất cho phớt cơ khí, với hầu hết các cacbon 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, giúp nó phù hợp cho các ứng dụng áp suất cao khi cần vật liệu cứng hơn và bền hơn.Những con dấu này cũng có khả năng chống phồng rộp cao 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 nhà máy lọc dầu.
Carbon cũng có thể được ngâm tẩm với các chất tạo màng như florua cho các ứng dụng chạy khô, đông lạnh và chân không hoặc các chất ức chế oxy hóa như phốt phát cho các ứng dụng nhiệt độ cao, tốc độ cao và tua-bin đến 800ft/giây và khoảng 537°C (1.000°F).
Gốm sứ
Gốm sứ là vật liệu phi kim loại vô cơ được làm từ các hợp chất tự nhiên hoặc tổng hợp, phổ biến nhất là oxit alumina hoặc alumina.Nó có điểm nóng chảy cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chống oxy hóa cao nên được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như máy móc, hóa chất, dầu khí, dược phẩm và ô tô.
Nó cũng có đặc tính điện môi tuyệt vời và thường được sử dụng làm chất cách điện, linh kiện chống mài mòn, vật liệu mài và linh kiện nhiệt độ cao.Ở độ tinh khiết cao, alumina có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời đối với hầu hết các chất lỏng xử lý ngoại trừ một số axit mạnh, khiến nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng phốt cơ khí.Tuy nhiên, alumina có thể dễ dàng bị gãy khi bị sốc nhiệt, điều này đã hạn chế việc sử dụng nó trong một số ứng dụng mà điều này có thể là một vấn đề.
Cacbua silic được tạo ra bằng cách nung chảy silic và than cốc.Nó tương tự về mặt hóa học với gốm, nhưng có chất lượng bôi trơn tốt hơn và cứng hơn, khiến nó trở thành giải pháp chống mài mòn tốt trong môi trường khắc nghiệt.
Nó cũng có thể được phủ lại và đánh bóng để có thể tân trang lại con dấu nhiều lần trong suốt vòng đời của nó.Nó thường được sử dụng một cách cơ học hơn, chẳng hạn như trong phốt 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 các mặt phốt cơ khí, cacbua silic mang lại hiệu suất được cải thiện, tăng tuổi thọ phốt, giảm chi phí bảo trì và giảm chi phí vận hành cho thiết bị quay như tua bin, máy nén và máy bơm ly tâm.Cacbua silic có thể có các đặc tính khác nhau tùy thuộc vào cách nó được sản xuất.Cacbua silic liên kết phản ứng được hình thành bằng cách liên kết các hạt cacbua silic 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 làm hạn chế khả năng kháng 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 cacbua silic liên kết phản ứng với các ứng dụng này.
Cacbua silic tự thiêu kết được tạo ra bằng cách thiêu kết trực tiếp các hạt cacbua silic với nhau bằng cách sử dụng chất trợ thiêu kết không oxit trong môi trường trơ ở nhiệt độ trên 2.000°C.Do thiếu vật liệu thứ cấp (chẳng hạn như silicon), vật liệu thiêu kết trực tiếp có khả năng kháng hóa học đối với hầu hết mọi chất lỏng và điều kiện xử lý có thể thấy trong máy bơm ly tâm.
Cacbua vonfram là một vật liệu rất linh hoạt 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 phủ lại và đánh bóng.
Cacbua vonfram thường được sản xuất dưới dạng cacbua xi măng nên không có nỗ lực liên kết cacbua vonfram với chính nó.Một kim loại thứ cấp được thêm vào để liên kết hoặc gắn kết các hạt cacbua vonfram lại với nhau, tạo ra vật liệu có đặc tính kết hợp của cả cacbua vonfram và chất kết dính kim loại.
Điều này đã được tận dụng để tạo ra lợi thế nhờ mang lại độ bền và độ bền va đập cao hơn mức có thể chỉ với cacbua vonfram.Một trong những điểm yếu của cacbua vonfram xi măng là mật độ cao.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 thiếu phạm vi tương thích hóa học cần thiết cho ngành công nghiệp.
Cacbua vonfram liên kết với niken được sử dụng rộng rãi cho các bề mặt bịt kín nơi mong muốn có đặc tính cường độ cao và độ dẻo dai cao, đồng thời nó có khả năng tương thích hóa học tốt thường bị hạn chế bởi niken tự do.
GFPTFE
GPTFE có khả năng kháng hóa chất tốt và kính được 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 sẵn các biến thể phụ để phù hợp hơn với con dấu 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 chất đàn hồi tiết kiệm chi phí cho vòng chữ O, chất bịt kín và các sản phẩm đúc.Nó nổi tiếng với hiệu suất cơ học và hoạt động tốt trong các ứng dụng hóa dầu, hóa dầu và hóa học.Nó cũng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dầu thô, nước, cồn, mỡ silicon và chất lỏng thủy lực do tính không linh hoạt của nó.
Vì Buna là chất đồng trùng hợp cao su tổng hợp nên nó hoạt động tốt trong các ứng dụng yêu cầu độ bám dính kim loại và vật liệu chống mài mòn, đồng thời nền hóa học này cũng khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng bịt kín.Hơn nữa, nó có thể chịu được nhiệt độ thấp vì nó được thiết kế với khả năng kháng axit và kiềm nhẹ.
Buna bị hạn chế trong các ứng dụng có các yếu tố khắc nghiệt như nhiệt độ cao, thời tiết, ánh sáng mặt trời và các ứng dụng chống hơi nước, đồng thời không phù hợp với các chất khử trùng sạch tại chỗ (CIP) có chứa axit và peroxit.
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 vòng đệm và vòng chữ O, ống và vòng đệm.Nó đắt hơn Buna, nhưng có thể chịu được nhiều tính chất cơ học, thời tiết và nhiệt do 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 đặc tính đàn hồi và kết dính của nó, sau khi bị kéo căng, EPDM sẽ trở lại hình dạng ban đầu bất kể nhiệt độ.EPDM không được khuyến nghị cho các ứng dụng dầu mỏ, chất lỏng, hydrocarbon clo hóa hoặc dung môi hydrocarbon.
Viton
Viton là sản phẩm cao su hydrocarbon có độ bền cao, hiệu suất cao, được fluoride hóa, được sử dụng phổ biến nhất trong Vòng chữ O và vòng đệm.Nó đắt hơn các vật liệu cao su khác nhưng nó là lựa chọn ưu tiên cho những nhu cầu bịt kín khó khăn và khắt khe nhất.
Chịu được ozon, oxy hóa và các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, bao gồm các vật liệu như hydrocacbon béo và thơm, chất lỏng halogen hóa và vật liệu axit mạnh, nó là một trong những chất đàn hồi huỳnh quang mạnh mẽ hơn.
Việc chọn đúng vật liệu để bịt kín là rất quan trọng cho sự thành công của ứng dụng.Mặc dù nhiều vật liệu bịt kín tương tự nhau, nhưng mỗi vật liệu phục vụ nhiều mục đích khác nhau để đáp ứng bất kỳ nhu cầu cụ thể nào.
Thời gian đăng: 12-07-2023