EFNI

Vélrænir þéttirgegna mjög mikilvægu hlutverki í að koma í veg fyrir leka í mörgum mismunandi atvinnugreinum. Í sjávarútvegi eru tilvélrænar þéttingar dælunnar, vélrænar þéttingar á snúningsásum. Og í olíu- og gasiðnaðinum eru tilvélrænar þéttingar í rörlykjum,klofnar vélrænar þéttingar eða þurrgasvélarþéttingar. Í bílaiðnaðinum eru til vatnsvélrænar þéttingar. Og í efnaiðnaðinum eru til vélrænar þéttingar fyrir blöndunartæki (hrærivélar) og þjöppur.

Það fer eftir mismunandi notkunarskilyrðum hvort þörf sé á vélrænni þéttilausn með mismunandi efnum. Margar tegundir efna eru notaðar ívélrænar öxulþéttingar svo sem vélrænar þéttingar úr keramik, vélrænar þéttingar úr kolefni, vélrænar þéttingar úr kísillkarbíði,SSIC vélrænar þéttingar ogTC vélrænar þéttingar. 

vélrænn hringur úr keramik

Keramik vélræn þéttiefni

Keramísk vélræn þéttiefni eru mikilvægir íhlutir í ýmsum iðnaðarnotkunum, hannaðir til að koma í veg fyrir leka vökva milli tveggja yfirborða, svo sem snúningsáss og kyrrstæðs húss. Þessi þéttiefni eru mjög metin fyrir framúrskarandi slitþol, tæringarþol og getu til að þola mikinn hita.

Helsta hlutverk vélrænna þétta úr keramik er að viðhalda heilleika búnaðar með því að koma í veg fyrir vökvatap eða mengun. Þeir eru notaðir í fjölmörgum atvinnugreinum, þar á meðal olíu og gasi, efnavinnslu, vatnsmeðferð, lyfjaiðnaði og matvælavinnslu. Víðtæk notkun þessara þétta má rekja til endingargóðrar smíði þeirra; þeir eru úr háþróuðum keramikefnum sem bjóða upp á betri afköst en önnur þéttiefni.

Vélrænir þéttir úr keramik eru samansettir af tveimur meginþáttum: annar er kyrrstæð vélræn yfirborð (venjulega úr keramikefni) og hinn er snúningsflötur (venjulega úr kolefnisgrafíti). Þéttiáhrifin eiga sér stað þegar báðar hliðar eru þrýstar saman með fjaðurkrafti, sem myndar áhrifaríka hindrun gegn vökvaleka. Þegar búnaðurinn er í gangi dregur smurfilman milli þéttiflatanna úr núningi og sliti en viðheldur samt þéttingu.

Einn lykilþáttur sem greinir vélrænar þéttingar úr keramik frá öðrum gerðum er framúrskarandi slitþol þeirra. Keramikefni hafa framúrskarandi hörku sem gerir þeim kleift að þola núning án þess að skemmast verulega. Þetta leiðir til endingarbetri þéttinga sem þurfa sjaldnar skipti eða viðhald en þær sem eru gerðar úr mýkri efnum.

Auk slitþols sýnir keramik einnig einstakan hitastöðugleika. Það þolir hátt hitastig án þess að skemmast eða missa þéttihæfni sína. Þetta gerir það hentugt til notkunar í háhitasvæðum þar sem önnur þéttiefni gætu bilað fyrir tímann.

Að lokum bjóða vélrænar þéttingar úr keramik upp á framúrskarandi efnasamrýmanleika og eru ónæmar fyrir ýmsum ætandi efnum. Þetta gerir þær að aðlaðandi valkosti fyrir iðnað sem vinnur reglulega með hörð efni og árásargjarna vökva.

Keramik vélræn þéttiefni eru nauðsynlegíhlutaþéttingarHannað til að koma í veg fyrir vökvaleka í iðnaðarbúnaði. Einstakir eiginleikar þeirra, svo sem slitþol, hitastöðugleiki og efnasamrýmanleiki, gera þá að kjörnum valkosti fyrir ýmsar notkunarmöguleika í fjölmörgum atvinnugreinum.

eðliseiginleikar keramiks

Tæknileg færibreyta

eining

95%

99%

99,50%

Þéttleiki

g/cm3

3.7

3,88

3.9

Hörku

HRA

85

88

90

Götóttartíðni

%

0,4

0,2

0,15

Brotstyrkur

MPa

250

310

350

Varmaþenslustuðull

10(-6)/K

5,5

5.3

5.2

Varmaleiðni

H/MK

27,8

26,7

26

 

kolefnis vélrænn hringur

Kolefnis vélrænir þéttir

Kolefnisþéttingar eiga sér langa sögu. Grafít er ísóform af frumefninu kolefni. Árið 1971 rannsökuðu Bandaríkin sveigjanlegt grafít sem leysir leka í kjarnorkulokum. Eftir djúpvinnslu verður sveigjanlegt grafít að frábæru þéttiefni sem hægt er að búa til í ýmsar kolefnisþéttingar með þéttiáhrifum. Þessir kolefnisþéttingar eru notaðir í efna-, jarðolíu- og raforkuiðnaði, svo sem háhitavökvaþéttingar.
Vegna þess að sveigjanlegt grafít myndast við útþenslu þanins grafíts eftir háan hita, er magn milliefnis sem eftir er í sveigjanlega grafítinu mjög lítið, en ekki alveg, þannig að tilvist og samsetning milliefnisins hefur mikil áhrif á gæði og afköst vörunnar.

Val á kolefnisþéttiefni

Upphaflegi uppfinningamaðurinn notaði einbeitta brennisteinssýru sem oxunarefni og milliefni. Hins vegar, eftir að hafa verið borið á þéttiefni málmhluta, kom í ljós að lítið magn af brennisteini sem eftir var í sveigjanlega grafítinu tærði snertimálminn eftir langtímanotkun. Í ljósi þessa atriðis hafa sumir innlendir fræðimenn reynt að bæta það, eins og Song Kemin sem valdi ediksýru og lífræna sýru í stað brennisteinssýru. Sýra, hægvirk í saltpéturssýru og lækkar hitastigið niður í stofuhita, er gerð úr blöndu af saltpéturssýru og ediksýru. Með því að nota blöndu af saltpéturssýru og ediksýru sem milliefni, var brennisteinsfrítt þanið grafít búið til með kalíumpermanganati sem oxunarefni og ediksýru bætt hægt út í saltpéturssýruna. Hitastigið er lækkað niður í stofuhita og blandan af saltpéturssýru og ediksýru er búin til. Síðan er náttúrulegt flögugrafít og kalíumpermanganat bætt út í þessa blöndu. Undir stöðugri hræringu er hitastigið 30°C. Eftir 40 mínútna viðbrögð er vatnið þvegið þar til það er hlutlaust og þurrkað við 50~60°C, og þaninn grafít er búinn til eftir háhitaþenslu. Þessi aðferð nær engri vúlkaniseringu að því tilskildu að varan geti náð ákveðnu þenslumagni, til að ná fram tiltölulega stöðugu eðli þéttiefnisins.

Tegund

M106H

M120H

M106K

M120K

M106F

M120F

M106D

M120D

M254D

Vörumerki

Gegnsætt
Epoxy plastefni (B1)

Gegnsætt
Fúran plastefni (B1)

Gegnsætt fenól
Aldehýð plastefni (B2)

Antimon kolefni (A)

Þéttleiki
(g/cm³)

1,75

1.7

1,75

1.7

1,75

1.7

2.3

2.3

2.3

Brotstyrkur
(Mpa)

65

60

67

62

60

55

65

60

55

Þjöppunarstyrkur
(Mpa)

200

180

200

180

200

180

220

220

210

Hörku

85

80

90

85

85

80

90

90

65

Götótt

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1,5 <1,5 <1,5

Hitastig
(℃)

250

250

250

250

250

250

400

400

450

 

vélrænn hringur með sic

Vélrænir þéttir úr kísilkarbíði

Kísilkarbíð (SiC) er einnig þekkt sem karborundum, sem er búið til úr kvarssandi, jarðolíukoksi (eða kolakóksi), viðarflögum (sem þarf að bæta við þegar grænt kísilkarbíð er framleitt) og svo framvegis. Kísilkarbíð hefur einnig sjaldgæft steinefni í náttúrunni, móberjatré. Í nútíma eldföstum hráefnum úr C, N, B og öðrum hátæknilegum oxíðlausum hráefnum er kísilkarbíð eitt mest notaða og hagkvæmasta efnið, sem má kalla gullstálsand eða eldföstan sand. Eins og er skiptist iðnaðarframleiðsla kínverskrar kísilkarbíðs í svart kísilkarbíð og grænt kísilkarbíð, sem bæði eru sexhyrndir kristallar með hlutfall upp á 3,20 ~ 3,25 og örhörku upp á 2840 ~ 3320 kg/m².

Kísilkarbíðvörur eru flokkaðar í margar gerðir eftir mismunandi notkunarumhverfi. Þær eru almennt notaðar á vélrænan hátt. Til dæmis er kísilkarbíð kjörið efni fyrir vélrænar þéttingar úr kísilkarbíði vegna góðrar efnatæringarþols, mikils styrks, mikillar hörku, góðs slitþols, lítils núningstuðuls og mikils hitaþols.

SIC þéttihringir má skipta í kyrrstæða hringi, hreyfanlega hringi, flata hringi og svo framvegis. SiC sílikon er hægt að búa til ýmsar karbíðvörur, svo sem snúningshringi úr kísilkarbíði, kyrrstæða sæti úr kísilkarbíði, kísilkarbíðhylki og svo framvegis, í samræmi við sérstakar kröfur viðskiptavina. Það er einnig hægt að nota það í samsetningu við grafítefni og núningstuðull þess er minni en úr áloxíðkeramik og hörðum málmblöndum, þannig að það er hægt að nota það með háu PV gildi, sérstaklega við sterkar sýrur og sterkar basískar aðstæður.

Minnkað núning SIC er einn helsti kosturinn við að nota það í vélrænum þéttingum. SIC þolir því slit betur en önnur efni, sem lengir líftíma þéttisins. Að auki dregur minni núning SIC úr þörfinni fyrir smurningu. Skortur á smurningu dregur úr líkum á mengun og tæringu, sem bætir skilvirkni og áreiðanleika.

SIC hefur einnig mikla slitþol. Þetta bendir til þess að það þolir stöðuga notkun án þess að skemmast eða brotna. Þetta gerir það að fullkomnu efni fyrir notkun sem krefst mikillar áreiðanleika og endingar.

Það er einnig hægt að endurnýja og pússa það þannig að hægt er að endurnýja þétti margoft á líftíma sínum. Það er almennt notað meira vélrænt, svo sem í vélrænum þéttum vegna góðrar efnatæringarþols, mikils styrks, mikillar hörku, góðs slitþols, lágs núningstuðuls og hás hitaþols.

Þegar kísillkarbíð er notað fyrir vélrænar þéttifleti, leiðir það til bættrar afköstar, lengri líftíma þétta, lægri viðhaldskostnaðar og lægri rekstrarkostnaðar fyrir snúningsbúnað eins og túrbína, þjöppur og miðflótta dælur. Kísillkarbíð getur haft mismunandi eiginleika eftir því hvernig það hefur verið framleitt. Tengt kísillkarbíð myndast með því að binda kísillkarbíðagnir saman í efnahvarfsferli.

Þetta ferli hefur ekki marktæk áhrif á flesta eðlis- og hitaeiginleika efnisins, en það takmarkar þó efnaþol efnisins. Algengustu efnin sem valda vandræðum eru ætandi efni (og önnur efni með hátt pH-gildi) og sterkar sýrur, og því ætti ekki að nota hvarfbundið kísilkarbíð í þessum tilgangi.

Viðbragðs-sinterað síast innKísillkarbíð. Í slíku efni fyllast svitaholur upprunalega SIC-efnisins við íferð með því að brenna út málmkísill, þannig myndast annars stigs SiC og efnið öðlast einstaka vélræna eiginleika og verður slitþolið. Vegna lágmarks rýrnunar er hægt að nota það við framleiðslu stórra og flókinna hluta með þröngum vikmörkum. Hins vegar takmarkar kísillinnihaldið hámarks rekstrarhitastig við 1.350°C og efnaþol er einnig takmarkað við um það bil pH 10. Ekki er mælt með notkun efnisins í árásargjarnu basísku umhverfi.

SinteredKísilkarbíð fæst með því að sinta forþjappað mjög fínt SIC korn við 2000°C hitastig til að mynda sterk tengsl milli korna efnisins.
Fyrst þykknar grindin, síðan minnkar gegndræpið og að lokum sintrast tengslin milli kornanna. Í slíkri vinnslu verður veruleg rýrnun á vörunni – um 20%.
SSIC þéttihringur er ónæmt fyrir öllum efnum. Þar sem ekkert málmkennt sílikon er til staðar í uppbyggingu þess er hægt að nota það við hitastig allt að 1600°C án þess að það hafi áhrif á styrk þess.

eiginleikar

R-SiC

S-SiC

Götótt (%)

≤0,3

≤0,2

Þéttleiki (g/cm3)

3,05

3,1~3,15

Hörku

110~125 (HS)

2800 (kg/mm²)

Teygjanleikastuðull (Gpa)

≥400

≥410

SiC innihald (%)

≥85%

≥99%

Si innihald (%)

≤15%

0,10%

Beygjustyrkur (Mpa)

≥350

450

Þjöppunarstyrkur (kg/mm2)

≥2200

3900

Varmaþenslustuðull (1/℃)

4,5 × 10-6

4,3 × 10-6

Hitaþol (í andrúmsloftinu) (℃)

1300

1600

 

TC vélrænn hringur

TC vélræn innsigli

Volframkarbíðefni hafa eiginleika eins og mikla hörku, styrk, núningþol og tæringarþol. Það er þekkt sem „iðnaðartönn“. Vegna framúrskarandi frammistöðu hefur það verið mikið notað í hernaðariðnaði, geimferðum, vélrænni vinnslu, málmvinnslu, olíuborunum, rafrænum samskiptum, byggingarlist og öðrum sviðum. Til dæmis eru wolframkarbíðhringir notaðir sem vélrænir þéttir í dælum, þjöppum og hrærivélum. Gott núningþol og mikil hörka gera það hentugt til framleiðslu á slitþolnum hlutum sem þola hátt hitastig, núning og tæringu.

Samkvæmt efnasamsetningu og notkunareiginleikum má skipta TC í fjóra flokka: wolfram kóbalt (YG), wolfram-títan (YT), wolfram títan tantal (YW) og títan karbíð (YN).

Wolfram kóbalt (YG) hörð málmblanda er samsett úr WC og Co. Það er hentugt til vinnslu á brothættum efnum eins og steypujárni, málmum sem ekki eru járn og málmlausum efnum.

Stellít (YT) er samsett úr WC, TiC og öðrum efnum. Vegna þess að TiC er bætt við málmblönduna hefur slitþol þess aukist, en beygjustyrkur, slípunargeta og varmaleiðni hafa minnkað. Vegna brothættni þess við lágt hitastig hentar það aðeins til að skera almenn efni á miklum hraða en ekki til vinnslu á brothættum efnum.

Títan tantal (níóbíum) kóbalt (YW) úr wolframi er bætt við málmblönduna til að auka hörku, styrk og núningþol við háan hita með viðeigandi magni af tantalkarbíði eða níóbíumkarbíði. Á sama tíma eykst seigjan einnig með betri alhliða skurðargetu. Það er aðallega notað fyrir hörð skurðefni og slitrótt skurð.

Kolsýrður títangrunnflokkur (YN) er hörð málmblanda með hörðum fasa TiC, nikkel og mólýbden. Kostir þess eru mikil hörka, límþol, slitþol og oxunarþol. Það er samt hægt að vinna það við hitastig yfir 1000 gráður. Það er hægt að nota það til samfelldrar frágangs á málmblönduðu stáli og herðstáli.

fyrirmynd

nikkelinnihald (þyngdarprósent)

Þéttleiki (g/cm²)

hörku (HRA)

beygjustyrkur (≥N/mm²)

YN6

5,7-6,2

14,5-14,9

88,5-91,0

1800

YN8

7,7-8,2

14,4-14,8

87,5-90,0

2000

fyrirmynd

Kóbaltinnihald (þyngdarprósent)

Þéttleiki (g/cm²)

hörku (HRA)

beygjustyrkur (≥N/mm²)

YG6

5,8-6,2

14,6-15,0

89,5-91,0

1800

YG8

7,8-8,2

14,5-14,9

88,0-90,5

1980

YG12

11,7-12,2

13,9-14,5

87,5-89,5

2400

YG15

14,6-15,2

13,9-14,2

87,5-89,0

2480

YG20

19.6-20.2

13,4-13,7

85,5-88,0

2650

YG25

24,5-25,2

12,9-13,2

84,5-87,5

2850