Å velge materialet for tetningen din er viktig siden det vil spille en rolle i å bestemme kvaliteten, levetiden og ytelsen til en applikasjon, og redusere problemer i fremtiden. Her tar vi en titt på hvordan miljøet vil påvirke valg av tetningsmateriale, samt noen av de vanligste materialene og hvilke bruksområder de er best egnet for.
Miljøfaktorer
Miljøet en sel vil bli eksponert for er avgjørende ved valg av design og materiale. Det er en rekke nøkkelegenskaper som tetningsmaterialer trenger for alle miljøer, inkludert å skape en stabil tetningsflate, i stand til å lede varme, kjemisk motstandsdyktig og god slitestyrke.
I noen miljøer må disse egenskapene være sterkere enn i andre. Andre materialegenskaper som bør tas i betraktning når man tar hensyn til miljøet inkluderer hardhet, stivhet, termisk ekspansjon, slitasje og kjemikaliebestandighet. Å ha disse i bakhodet vil hjelpe deg med å finne det ideelle materialet for tetningen din.
Miljøet kan også avgjøre om kostnad eller kvalitet på tetningen kan prioriteres. For slitende og tøffe miljøer kan tetninger være dyrere på grunn av at materialene må være sterke nok til å tåle disse forholdene.
For slike miljøer vil det å bruke pengene på en forsegling av høy kvalitet betale seg tilbake over tid, da det vil bidra til å forhindre de kostbare nedstengninger, reparasjoner og oppussing eller utskifting av forseglingen som en forsegling av lavere kvalitet vil resultere i. Men i pumpeapplikasjoner med svært ren væske som har smøreegenskaper, en billigere tetning kan kjøpes til fordel for lagre av høyere kvalitet.
Vanlige tetningsmaterialer
Karbon
Karbon brukt i tetningsflater er en blanding av amorft karbon og grafitt, hvor prosentandelen av hver bestemmer de fysiske egenskapene til den endelige karakteren av karbon. Det er et inert, stabilt materiale som kan være selvsmørende.
Det er mye brukt som en av paret med endeflater i mekaniske tetninger, og det er også et populært materiale for segmenterte periferiske tetninger og stempelringer under tørr eller små mengder smøring. Denne karbon/grafittblandingen kan også impregneres med andre materialer for å gi den andre egenskaper som redusert porøsitet, forbedret sliteevne eller forbedret styrke.
En herdeherdet harpiksimpregnert karbonforsegling er den vanligste for mekaniske tetninger, med de fleste harpiksimpregnerte karboner som er i stand til å fungere i et bredt spekter av kjemikalier fra sterke baser til sterke syrer. De har også gode friksjonsegenskaper og en tilstrekkelig modul for å kontrollere trykkforvrengninger. Dette materialet er egnet for generell bruk til 260°C (500°F) i vann, kjølevæsker, drivstoff, oljer, lette kjemiske løsninger og mat- og legemiddelapplikasjoner.
Antimonimpregnerte karbontetninger har også vist seg å være vellykkede på grunn av styrken og modulen til antimon, noe som gjør det godt for høytrykksapplikasjoner når et sterkere og stivere materiale er nødvendig. Disse tetningene er også mer motstandsdyktige mot blemmer i applikasjoner med væsker med høy viskositet eller lette hydrokarboner, noe som gjør den til standardkvalitet for mange raffineriapplikasjoner.
Karbon kan også impregneres med filmdannere som fluorider for tørrkjøring, kryogenikk og vakuumapplikasjoner, eller oksidasjonshemmere som fosfater for høy temperatur, høy hastighet og turbinapplikasjoner til 800 fot/sek og rundt 537°C (1000°F).
Keramikk
Keramikk er uorganiske ikke-metalliske materialer laget av naturlige eller syntetiske forbindelser, oftest aluminaoksid eller alumina. Den har et høyt smeltepunkt, høy hardhet, høy slitestyrke og oksidasjonsmotstand, så det er mye brukt i industrier som maskiner, kjemikalier, petroleum, farmasøytisk og bil.
Den har også utmerkede dielektriske egenskaper og brukes ofte til elektriske isolatorer, slitesterke komponenter, slipemedier og høytemperaturkomponenter. I høye renheter har alumina utmerket kjemisk motstand mot de fleste prosessvæsker bortsett fra noen sterke syrer, noe som fører til at det brukes i mange mekaniske tetningsapplikasjoner. Alumina kan imidlertid lett sprekke under termisk sjokk, noe som har begrenset bruken i enkelte applikasjoner der dette kan være et problem.
Silisiumkarbid lages ved å smelte sammen silika og koks. Den er kjemisk lik keramikk, men har bedre smøreegenskaper og er hardere, noe som gjør den til en god slitesterk løsning for tøffe miljøer.
Den kan også overlappes og poleres slik at en tetning kan pusses opp flere ganger i løpet av levetiden. Den brukes generelt mer mekanisk, for eksempel i mekaniske tetninger for sin gode kjemiske korrosjonsmotstand, høye styrke, høye hardhet, god slitestyrke, liten friksjonskoeffisient og høy temperaturbestandighet.
Når det brukes til mekaniske tetningsflater, resulterer silisiumkarbid i forbedret ytelse, økt tetningslevetid, lavere vedlikeholdskostnader og lavere driftskostnader for roterende utstyr som turbiner, kompressorer og sentrifugalpumper. Silisiumkarbid kan ha ulike egenskaper avhengig av hvordan det er blitt produsert. Reaksjonsbundet silisiumkarbid dannes ved å binde silisiumkarbidpartikler til hverandre i en reaksjonsprosess.
Denne prosessen påvirker ikke de fleste av materialets fysiske og termiske egenskaper nevneverdig, men den begrenser materialets kjemiske motstand. De vanligste kjemikaliene som er et problem er etsende (og andre kjemikalier med høy pH) og sterke syrer, og derfor bør ikke reaksjonsbundet silisiumkarbid brukes med disse applikasjonene.
Selvsintret silisiumkarbid er laget ved å sintre silisiumkarbidpartikler direkte sammen ved bruk av ikke-oksiderte sintringshjelpemidler i et inert miljø ved temperaturer over 2000°C. På grunn av mangelen på et sekundært materiale (som silisium), er det direkte sintrede materialet kjemisk motstandsdyktig mot nesten alle væske- og prosessforhold som sannsynligvis vil bli sett i en sentrifugalpumpe.
Wolframkarbid er et svært allsidig materiale som silisiumkarbid, men det er mer egnet for høytrykksapplikasjoner da det har høyere elastisitet som gjør at det kan bøye seg veldig lett og forhindre ansiktsforvrengning. Som silisiumkarbid, kan den overlappes og poleres.
Wolframkarbider produseres oftest som sementerte karbider, så det er ingen forsøk på å binde wolframkarbid til seg selv. Et sekundært metall tilsettes for å binde eller sementere wolframkarbidpartiklene sammen, noe som resulterer i et materiale som har de kombinerte egenskapene til både wolframkarbid og metallbindemiddel.
Dette har blitt brukt til en fordel ved å gi større seighet og slagstyrke enn mulig med wolframkarbid alene. En av svakhetene til sementert wolframkarbid er dens høye tetthet. Tidligere ble koboltbundet wolframkarbid brukt, men det har gradvis blitt erstattet av nikkelbundet wolframkarbid på grunn av at det mangler rekkevidden av kjemisk kompatibilitet som kreves for industrien.
Nikkelbundet wolframkarbid er mye brukt for tetningsflater hvor høy styrke og høy seighetsegenskaper er ønsket, og det har god kjemisk kompatibilitet generelt begrenset av fri nikkel.
GFPTFE
GFPTFE har god kjemikaliebestandighet, og det tilsatte glasset reduserer friksjonen til tetningsflatene. Den er ideell for relativt rene applikasjoner og er billigere enn andre materialer. Det er tilgjengelige undervarianter for å bedre tilpasse tetningen til kravene og miljøet, og forbedre dens generelle ytelse.
Buna
Buna (også kjent som nitrilgummi) er en kostnadseffektiv elastomer for O-ringer, tetningsmasser og støpte produkter. Den er kjent for sin mekaniske ytelse og fungerer godt i oljebaserte, petrokjemiske og kjemiske applikasjoner. Det er også mye brukt for råolje, vann, forskjellige alkohol-, silikonfett- og hydraulikkvæskeapplikasjoner på grunn av dens lite fleksibilitet.
Siden Buna er en syntetisk gummikopolymer, fungerer den godt i applikasjoner som krever metalladhesjon og slitebestandig materiale, og denne kjemiske bakgrunnen gjør den også ideell for fugemasseapplikasjoner. Videre tåler den lave temperaturer da den er designet med dårlig syre- og mild alkaliresistens.
Buna er begrenset i applikasjoner med ekstreme faktorer som høye temperaturer, vær, sollys og dampmotstand, og er ikke egnet med clean-in-place (CIP) desinfeksjonsmidler som inneholder syrer og peroksider.
EPDM
EPDM er en syntetisk gummi som vanligvis brukes i bilindustrien, konstruksjon og mekaniske applikasjoner for tetninger og O-ringer, slanger og skiver. Den er dyrere enn Buna, men tåler en rekke termiske, værmessige og mekaniske egenskaper på grunn av sin langvarige høye strekkfasthet. Den er allsidig og ideell for bruksområder som involverer vann, klor, blekemiddel og andre alkaliske materialer.
På grunn av dens elastiske og klebende egenskaper, når den er strukket, går EPDM tilbake til sin opprinnelige form uavhengig av temperaturen. EPDM anbefales ikke for petroleumsolje, væsker, klorerte hydrokarboner eller hydrokarbonløsningsmidler.
Viton
Viton er et langvarig, høyytelses, fluorert, hydrokarbongummiprodukt som oftest brukes i O-ringer og tetninger. Det er dyrere enn andre gummimaterialer, men det er det foretrukne alternativet for de mest utfordrende og krevende tetningsbehovene.
Motstandsdyktig mot ozon, oksidasjon og ekstreme værforhold, inkludert materialer som alifatiske og aromatiske hydrokarboner, halogenerte væsker og sterke sure materialer, er den en av de mer robuste fluorelastomerene.
Å velge riktig materiale for forsegling er viktig for å lykkes med en applikasjon. Mens mange tetningsmaterialer er like, tjener hvert av dem en rekke formål for å møte ethvert spesifikt behov.
Innleggstid: 12-jul-2023