Механичке заптивкеиграју веома важну улогу у избегавању цурења за многе различите индустрије. У поморској индустрији постојемеханичке заптивке пумпе, механичке заптивке ротирајућег вратила. А у индустрији нафте и гаса постојекертриџ механичке заптивке,подељене механичке заптивке или механичке заптивке на суви гас. У аутомобилској индустрији постоје водене механичке заптивке. А у хемијској индустрији постоје механичке заптивке мешача (механичке заптивке мешалице) и механичке заптивке компресора.
Зависно од различитих услова употребе, потребно је решење за механичко заптивање са различитим материјалом. Постоји много врста материјала који се користе умеханичке заптивке вратила као што су керамичке механичке заптивке, механичке заптивке од угљеника, механичке заптивке од силиконског карбида,ССИЦ механичке заптивке иТЦ механичке заптивке.
Керамичке механичке заптивке
Керамичке механичке заптивке су критичне компоненте у различитим индустријским применама, дизајниране да спрече цурење течности између две површине, као што су ротирајуће вратило и стационарно кућиште. Ове заптивке су високо цењене због своје изузетне отпорности на хабање, отпорности на корозију и способности да издрже екстремне температуре.
Примарна улога керамичких механичких заптивача је одржавање интегритета опреме спречавањем губитка течности или контаминације. Користе се у бројним индустријама, укључујући нафту и гас, хемијску прераду, третман воде, фармацију и прераду хране. Широка употреба ових заптивки може се приписати њиховој издржљивој конструкцији; направљени су од напредних керамичких материјала који нуде супериорне карактеристике перформанси у поређењу са другим материјалима за заптивање.
Керамичке механичке заптивке се састоје од две главне компоненте: једна је механичка стационарна површина (обично направљена од керамичког материјала), а друга је механичка ротирајућа површина (обично направљена од угљеничног графита). Акција заптивања се дешава када су обе стране притиснуте заједно помоћу силе опруге, стварајући ефикасну баријеру против цурења течности. Како опрема ради, филм за подмазивање између заптивних површина смањује трење и хабање док одржава чврсто заптивање.
Један кључни фактор који издваја керамичке механичке заптивке од других типова је њихова изузетна отпорност на хабање. Керамички материјали поседују одличне карактеристике тврдоће које им омогућавају да издрже абразивне услове без значајних оштећења. Ово резултира дуготрајнијим заптивкама које захтевају мање честу замену или одржавање од оних направљених од мекших материјала.
Осим отпорности на хабање, керамика показује и изузетну термичку стабилност. Могу да издрже високе температуре без деградације или губитка ефикасности заптивања. Ово их чини погодним за употребу у апликацијама на високим температурама где други материјали за заптивање могу прерано да покваре.
На крају, керамичке механичке заптивке нуде одличну хемијску компатибилност, отпорност на различите корозивне супстанце. То их чини атрактивним избором за индустрије које се рутински баве јаким хемикалијама и агресивним течностима.
Керамичке механичке заптивке су неопходнезаптивке компонентидизајниран да спречи цурење течности у индустријској опреми. Њихова јединствена својства, као што су отпорност на хабање, термичка стабилност и хемијска компатибилност, чине их пожељним избором за различите примене у више индустрија
| керамичке физичке особине | ||||
| Технички параметар | јединица | 95% | 99% | 99,50% |
| Густина | г/цм3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Тврдоћа | ХРА | 85 | 88 | 90 |
| Стопа порозности | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Чврстоћа лома | МПа | 250 | 310 | 350 |
| Коефицијент топлотне експанзије | 10(-6)/К | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Топлотна проводљивост | В/МК | 27.8 | 26.7 | 26 |
Механичке заптивке од угљеника
Механичка карбонска заптивка има дугу историју. Графит је изоформа елемента угљеника. Године 1971. Сједињене Државе су проучавале успешан флексибилни графитни материјал за механичко заптивање, који је решио цурење вентила атомске енергије. Након дубинске обраде, флексибилни графит постаје одличан материјал за заптивање, који се израђују у разне угљеничне механичке заптивке са ефектом заптивних компоненти. Ове угљеничне механичке заптивке се користе у хемијској, нафтној, електроенергетској индустрији, као што је заптивање течности на високим температурама.
Пошто флексибилни графит настаје експанзијом експандираног графита након високе температуре, количина интеркалационог средства која остаје у флексибилном графиту је веома мала, али не у потпуности, тако да постојање и састав интеркалационог агенса имају велики утицај на квалитет. и перформансе производа.
Избор материјала за лице од карбонске заптивке
Првобитни проналазач је користио концентровану сумпорну киселину као оксидант и средство за интеркалацију. Међутим, након наношења на заптивку металне компоненте, утврђено је да мала количина сумпора која је остала у флексибилном графиту кородира контактни метал након дуготрајне употребе. Имајући у виду ову тачку, неки домаћи научници су покушали да је унапреде, као што је Сонг Кемин који је уместо сумпорне киселине изабрао сирћетну и органску киселину. киселине, споро у азотној киселини, и снизи температуру на собну температуру, направљену од мешавине азотне и сирћетне киселине. Коришћењем смеше азотне и сирћетне киселине као средства за уметање, припремљен је експандирани графит без сумпора са калијум перманганатом као оксидансом, а сирћетна киселина је полако додавана азотној киселини. Температура се смањује на собну температуру и прави се мешавина азотне и сирћетне киселине. Затим се овој мешавини додају природни графит и калијум перманганат. Уз стално мешање, температура је 30 Ц. После реакције од 40 минута, вода је испрана до неутралне и осушена на 50~60 Ц, а експандирани графит је направљен након експанзије на високој температури. Овом методом се не постиже вулканизација под условом да производ може да достигне одређену запремину експанзије, како би се постигла релативно стабилна природа заптивног материјала.
| Тип | М106Х | М120Х | М106К | М120К | М106Ф | М120Ф | М106Д | М120Д | М254Д |
| Бранд | Импрегнирани | Импрегнирани | Импрегнирани фенол | антимон угљеник(А) | |||||
| Густина | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Фрактурна чврстоћа | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Снага на притисак | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Тврдоћа | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Порозност | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Температуре | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Механичке заптивке од силицијум карбида
Силицијум карбид (СиЦ) је такође познат као карборунд, који се прави од кварцног песка, нафтног кокса (или кокса од угља), дрвне сечке (коју треба додати када се производи зелени силицијум карбид) и тако даље. Силицијум карбид такође има редак минерал у природи, дуд. У савременим Ц, Н, Б и другим неоксидним високотехнолошким ватросталним сировинама, силицијум карбид је један од најчешће коришћених и најекономичнијих материјала, који се може назвати златним челичним песком или ватросталним песком. Тренутно је кинеска индустријска производња силицијум карбида подељена на црни силицијум карбид и зелени силицијум карбид, од којих су оба хексагонални кристали са пропорцијом од 3,20 ~ 3,25 и микротврдоћом од 2840 ~ 3320 кг/м²
Производи од силицијум карбида су класификовани у многе врсте према различитим окружењима примене. Обично се више користи механички. На пример, силицијум карбид је идеалан материјал за механичко заптивање од силицијум карбида због своје добре отпорности на хемијску корозију, високе чврстоће, велике тврдоће, добре отпорности на хабање, малог коефицијента трења и отпорности на високе температуре.
СИЦ заптивни прстенови се могу поделити на статички прстен, покретни прстен, равни прстен и тако даље. СиЦ силицијум се може направити у различите карбидне производе, као што су ротациони прстен од силицијум карбида, стационарно седиште од силицијум карбида, чаура од силицијум карбида и тако даље, према посебним захтевима купаца. Такође се може користити у комбинацији са графитним материјалом, а његов коефицијент трења је мањи од алуминијумске керамике и тврде легуре, тако да се може користити у високој ПВ вредности, посебно у условима јаке киселине и јаке алкалије.
СИЦ-ово смањено трење је једна од кључних предности његовог коришћења у механичким заптивкама. СИЦ стога може да издржи хабање боље од других материјала, продужавајући век трајања заптивке. Поред тога, смањено трење СИЦ-а смањује потребу за подмазивањем. Недостатак подмазивања смањује могућност контаминације и корозије, побољшавајући ефикасност и поузданост.
СИЦ такође има велику отпорност на хабање. Ово указује да може издржати континуирану употребу без погоршања или ломљења. То га чини савршеним материјалом за употребу која захтева висок ниво поузданости и издржљивости.
Такође се може поново преклапати и полирати тако да се заптивка може обнављати више пута током свог животног века. Обично се користи више механички, као што је у механичким заптивкама због добре отпорности на хемијску корозију, високе чврстоће, високе тврдоће, добре отпорности на хабање, малог коефицијента трења и отпорности на високе температуре.
Када се користи за површине механичких заптивача, силицијум карбид доводи до побољшаних перформанси, продуженог века заптивке, нижих трошкова одржавања и нижих трошкова рада за ротирајућу опрему као што су турбине, компресори и центрифугалне пумпе. Силицијум карбид може имати различита својства у зависности од тога како је произведен. Реакционо везан силицијум карбид се формира везивањем честица силицијум карбида једна за другу у реакционом процесу.
Овај процес не утиче значајно на већину физичких и термичких својстава материјала, али ограничава хемијску отпорност материјала. Најчешће хемикалије које представљају проблем су нагризајуће материје (и друге хемикалије са високим пХ) и јаке киселине, па стога реакционо везан силицијум карбид не би требало да се користи за ове апликације.
Реакционо синтеровано инфилтрираносилицијум карбида. У таквом материјалу, поре оригиналног СИЦ материјала се у процесу инфилтрације попуњавају сагоревањем металног силицијума, тако се појављује секундарни СиЦ и материјал добија изузетна механичка својства, постајући отпоран на хабање. Због свог минималног скупљања, може се користити у производњи великих и сложених делова са блиским толеранцијама. Међутим, садржај силицијума ограничава максималну радну температуру на 1.350 °Ц, хемијска отпорност је такође ограничена на око пХ 10. Материјал се не препоручује за употребу у агресивним алкалним срединама.
Синтередсилицијум карбид се добија синтеровањем претходно компримованог веома финог СИЦ гранулата на температури од 2000 °Ц да би се формирале јаке везе између зрна материјала.
Прво се решетка згушњава, затим се порозност смањује, а на крају се везе између зрна синтерују. У процесу такве обраде долази до значајног скупљања производа – за око 20%.
ССИЦ заптивни прстен отпоран је на све хемикалије. Пошто у његовој структури нема металног силицијума, може се користити на температурама до 1600Ц без утицаја на његову чврстоћу
| својства | Р-СиЦ | С-СиЦ |
| Порозност (%) | ≤0,3 | ≤0.2 |
| Густина (г/цм3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Тврдоћа | 110~125 (ХС) | 2800 (кг/мм2) |
| Модул еластичности (Гпа) | ≥400 | ≥410 |
| Садржај СиЦ-а (%) | ≥85% | ≥99% |
| Садржај Си (%) | ≤15% | 0,10% |
| Снага на савијање (Мпа) | ≥350 | 450 |
| Чврстоћа на притисак (кг/мм2) | ≥2200 | 3900 |
| Коефицијент топлотног ширења (1/℃) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Отпорност на топлоту (у атмосфери) (℃) | 1300 | 1600 |
ТЦ механички заптивач
ТЦ материјали имају карактеристике високе тврдоће, чврстоће, отпорности на хабање и отпорности на корозију. Познат је као "индустријски зуб". Због својих врхунских перформанси, широко се користи у војној индустрији, ваздухопловству, механичкој преради, металургији, бушењу нафте, електронским комуникацијама, архитектури и другим областима. На пример, у пумпама, компресорима и мешалицама, прстен од волфрамовог карбида се користи као механичка заптивка. Добра отпорност на хабање и висока тврдоћа чине га погодним за производњу делова отпорних на хабање са високом температуром, трењем и корозијом.
Према свом хемијском саставу и карактеристикама употребе, ТЦ се може поделити у четири категорије: волфрам кобалт (ИГ), волфрам-титанијум (ИТ), волфрам титанијум тантал (ИВ) и титанијум карбид (ИН).
Тврда легура волфрам кобалта (ИГ) се састоји од ВЦ и Цо. Погодна је за обраду крхких материјала као што су ливено гвожђе, обојени метали и неметални материјали.
Стелит (ИТ) се састоји од ВЦ, ТиЦ и Цо. Због додавања ТиЦ легури, његова отпорност на хабање је побољшана, али су смањена чврстоћа на савијање, перформансе брушења и топлотна проводљивост. Због своје кртости на ниским температурама, погодан је само за брзо сечење општих материјала, а не за обраду крхких материјала.
Волфрам титанијум тантал (ниобијум) кобалт (ИВ) се додаје легури да би се повећала тврдоћа на високим температурама, чврстоћа и отпорност на абразију кроз одговарајућу количину тантал карбида или ниобијум карбида. У исто време, жилавост је такође побољшана уз боље свеобухватне перформансе сечења. Углавном се користи за тврде материјале за сечење и повремено сечење.
Основна класа карбонизованог титанијума (ИН) је тврда легура са тврдом фазом ТиЦ, никла и молибдена. Његове предности су висока тврдоћа, способност против везивања, против трошења и антиоксидациона способност. На температури већој од 1000 степени још увек се може машински обрађивати. Примењује се на континуалну завршну обраду легираног челика и челика за гашење.
| модел | садржај никла (тежински%) | густина (г/цм²) | тврдоћа (ХРА) | снага савијања (≥Н/мм²) |
| ИН6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800 |
| ИН8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87,5-90,0 | 2000 |
| модел | садржај кобалта (тежински%) | густина (г/цм²) | тврдоћа (ХРА) | снага савијања (≥Н/мм²) |
| ИГ6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800 |
| ИГ8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980 |
| ИГ12 | 11.7-12.2 | 13.9-14.5 | 87.5-89.5 | 2400 |
| ИГ15 | 14.6-15.2 | 13.9-14.2 | 87.5-89.0 | 2480 |
| ИГ20 | 19.6-20.2 | 13.4-13.7 | 85.5-88.0 | 2650 |
| ИГ25 | 24.5-25.2 | 12.9-13.2 | 84.5-87.5 | 2850 |