Избор материјала за вашу заптивку је важан јер ће играти улогу у одређивању квалитета, века трајања и перформанси примене, као и смањењу проблема у будућности. Овде ћемо погледати како ће окружење утицати на избор материјала заптивке, као и неке од најчешћих материјала и за које примене су најпогоднији.
Фактори животне средине
Окружење којем ће заптивач бити изложен је кључно при избору дизајна и материјала. Постоји низ кључних својстава која су материјалима заптивача потребна за сва окружења, укључујући стварање стабилне површине заптивача, способне да проводе топлоту, хемијски отпорне и добре отпорности на хабање.
У неким окружењима, ова својства ће морати бити јача него у другим. Остала својства материјала која треба узети у обзир приликом разматрања окружења укључују тврдоћу, крутост, термичко ширење, хабање и хемијску отпорност. Имајући ово у виду, помоћи ћете да пронађете идеалан материјал за вашу заптивку.
Окружење такође може одредити да ли се може дати приоритет цени или квалитету заптивача. За абразивна и тешка окружења, заптивачи могу бити скупљи због материјала који морају бити довољно јаки да издрже ове услове.
У таквим окружењима, трошење новца на висококвалитетни заптивач ће се временом исплатити, јер ће помоћи у спречавању скупих искључења, поправки и реновирања или замене заптивача које би резултирао заптивачем нижег квалитета. Међутим, код пумпи са веома чистом течношћу која има својства подмазивања, јефтинији заптивач може се купити у корист лежајева вишег квалитета.
Уобичајени материјали за заптивке
Угљеник
Угљеник који се користи у заптивним површинама је мешавина аморфног угљеника и графита, при чему проценти сваког одређују физичка својства коначног квалитета угљеника. То је инертан, стабилан материјал који се може самоподмазивати.
Широко се користи као једна од пара чеоних површина у механичким заптивкама, а такође је популаран материјал за сегментиране кружне заптивке и клипне прстенове под сувим или малим количинама подмазивања. Ова мешавина угљеника/графита може се импрегнирати и другим материјалима како би јој се дале различите карактеристике као што су смањена порозност, побољшане перформансе хабања или побољшана чврстоћа.
Термореактивна заптивка од угљеника импрегнирана смолом је најчешћа за механичке заптивке, при чему већина угљеника импрегнираних смолом може да ради у широком спектру хемикалија, од јаких база до јаких киселина. Такође имају добра својства трења и адекватан модул еластичности који помаже у контроли дисторзија притиска. Овај материјал је погодан за општу употребу до 260°C (500°F) у води, расхладним течностима, горивима, уљима, лаким хемијским растворима, као и у храни и лековима.
Заптивке од угљеника импрегниране антимоном су се такође показале успешним због чврстоће и модула антимона, што их чини добрим за примене под високим притиском када је потребан јачи и чвршћи материјал. Ове заптивке су такође отпорније на стварање мехурића у применама са флуидима високог вискозитета или лаким угљоводоницима, што их чини стандардним квалитетом за многе примене у рафинеријама.
Угљеник се такође може импрегнирати средствима за формирање филмова као што су флуориди за суви рад, криогеничке и вакуумске примене, или инхибиторима оксидације попут фосфата за високе температуре, велике брзине и примене у турбинама до 800 стопа у секунди и око 537°C (1.000°F).
Керамика
Керамика је неоргански неметални материјал направљен од природних или синтетичких једињења, најчешће алуминијум-оксида или алуминијум-глинице. Има високу тачку топљења, високу тврдоћу, високу отпорност на хабање и отпорност на оксидацију, па се широко користи у индустријама као што су машинска, хемијска, нафтна, фармацеутска и аутомобилска.
Такође има одлична диелектрична својства и често се користи за електричне изолаторе, компоненте отпорне на хабање, медијуме за млевење и компоненте отпорне на високе температуре. У високој чистоћи, алуминијум оксид има одличну хемијску отпорност на већину процесних флуида, осим на неке јаке киселине, што га доводи до употребе у многим применама механичких заптивача. Међутим, алуминијум оксид се лако може сломити под термичким ударом, што је ограничило његову употребу у неким применама где би то могао бити проблем.
Силицијум карбид се прави спајањем силицијум диоксида и кокса. Хемијски је сличан керамици, али има боља својства подмазивања и тврђи је, што га чини добрим издржљивим решењем за тешке услове окружења.
Такође се може поново брусити и полирати тако да се заптивка може обновити више пута током свог животног века. Генерално се користи више механички, као што је код механичких заптивки 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 резултира побољшаним перформансама, продуженим веком трајања заптивача, нижим трошковима одржавања и нижим трошковима рада ротирајуће опреме као што су турбине, компресори и центрифугалне пумпе. Силицијум карбид може имати различита својства у зависности од начина производње. Реакцијски везани силицијум карбид се формира везивањем честица силицијум карбида једне за другу у реакционом процесу.
Овај процес не утиче значајно на већину физичких и термичких својстава материјала, међутим ограничава хемијску отпорност материјала. Најчешће хемикалије које представљају проблем су каустика (и друге хемикалије са високим pH) и јаке киселине, те стога реакционо везани силицијум карбид не би требало користити у овим применама.
Самосинтеровани силицијум карбид се прави директним синтеровањем честица силицијум карбида користећи неоксидне помоћне материје за синтеровање у инертној средини на температурама преко 2.000°C. Због недостатка секундарног материјала (као што је силицијум), директно синтеровани материјал је хемијски отпоран на скоро све флуиде и процесне услове који се могу јавити у центрифугалној пумпи.
Волфрам карбид је веома свестран материјал попут силицијум карбида, али је погоднији за примене под високим притиском јер има већу еластичност која му омогућава да се врло мало савија и спречава деформацију површине. Као и силицијум карбид, може се поново обрађивати и полирати.
Волфрам карбиди се најчешће производе као цементирани карбиди, тако да нема покушаја да се волфрам карбид повеже сам са собом. Додаје се секундарни метал да би се честице волфрам карбида спојиле, што резултира материјалом који има комбинована својства и волфрам карбида и металног везива.
Ово је искоришћено са предношћу пружајући већу жилавост и ударну чврстоћу него што је то могуће са само волфрам карбидом. Једна од слабости цементираног волфрам карбида је његова висока густина. У прошлости се користио волфрам карбид везан кобалтом, међутим, постепено је замењен волфрам карбидом везаним никлом због недостатка опсега хемијске компатибилности потребног за индустрију.
Волфрам карбид везан никлом се широко користи за заптивне површине где су потребна висока чврстоћа и жилавост, а има и добру хемијску компатибилност која је генерално ограничена слободним никлом.
ГФПТФЕ
ГФПТФЕ има добру хемијску отпорност, а додато стакло смањује трење заптивних површина. Идеалан је за релативно чисте примене и јефтинији је од других материјала. Доступне су подваријанте како би се заптивач боље прилагодио захтевима и окружењу, побољшавајући његове укупне перформансе.
Буна
Буна (позната и као нитрилна гума) је исплатив еластомер за О-прстенове, заптиваче и обликоване производе. Познат је по својим механичким перформансама и добро се показује у применама на бази нафте, петрохемији и хемијским производима. Такође се широко користи за примене са сировом нафтом, водом, разним алкохолима, силиконским мастима и хидрауличним течностима због своје нефлексибилности.
Пошто је Буна синтетички гумени кополимер, добро се показује у применама које захтевају адхезију метала и материјал отпоран на хабање, а ова хемијска позадина га чини идеалним и за примену заптивача. Штавише, може да издржи ниске температуре јер је дизајниран са слабом отпорношћу на киселине и благе алкалије.
Буна је ограничена у применама са екстремним факторима као што су високе температуре, временски услови, сунчева светлост и отпорност на пару, и није погодна са средствима за дезинфекцију на лицу места (CIP) која садрже киселине и пероксиде.
ЕПДМ
ЕПДМ је синтетичка гума која се често користи у аутомобилској индустрији, грађевинарству и машинству за заптивке и О-прстенове, цеви и подлошке. Скупља је од Буне, али може да издржи разне термичке, временске и механичке особине због своје дуготрајне високе затезне чврстоће. Свестрана је и идеална за примене које укључују воду, хлор, избељивач и друге алкалне материјале.
Због својих еластичних и лепљивих својстава, једном истегнут, EPDM се враћа у свој првобитни облик без обзира на температуру. EPDM се не препоручује за примену са нафтним уљима, течностима, хлорисаним угљоводоницима или угљоводоничним растварачима.
Витон
Витон је дуготрајан, високо ефикасан, флуорисан, угљоводонични гумени производ који се најчешће користи у О-прстеновима и заптивкама. Скупљи је од других гумених материјала, али је преферирана опција за најзахтевније потребе заптивања.
Отпоран на озон, оксидацију и екстремне временске услове, укључујући материјале као што су алифатични и ароматични угљоводоници, халогеноване течности и јаке киселине, један је од робуснијих флуороеластомера.
Избор исправног материјала за заптивање је важан за успех примене. Иако су многи материјали за заптивке слични, сваки служи различитим сврхама како би задовољио било коју специфичну потребу.
Време објаве: 12. јул 2023.