Selos mecánicosdesempeñar un papel moi importante para evitar as fugas para moitas industrias diferentes.Na industria mariña haiselos mecánicos da bomba, selos mecánicos de eixe rotativo.E na industria do petróleo e do gas haiselos mecánicos de cartucho,selos mecánicos divididos o selos mecánicos de gas seco.Nas industrias do automóbil existen selos mecánicos de auga.E na industria química hai selos mecánicos mesturadores (selos mecánicos axitadores) e selos mecánicos de compresores.
Depende das diferentes condicións de uso, require a solución de selado mecánico con material diferente.Hai moitos tipos de materiais utilizados noselos mecánicos de eixe como selos mecánicos de cerámica, selos mecánicos de carbono, selos mecánicos de carburo de silicona,Selos mecánicos SSIC eSelos mecánicos TC.
Selos mecánicos de cerámica
Os selos mecánicos de cerámica son compoñentes críticos en varias aplicacións industriais, deseñados para evitar fugas de fluídos entre dúas superficies, como un eixe rotativo e unha carcasa estacionaria.Estes selos son moi valorados pola súa excepcional resistencia ao desgaste, resistencia á corrosión e capacidade de soportar temperaturas extremas.
O papel principal dos selos mecánicos cerámicos é manter a integridade dos equipos evitando a perda de fluídos ou a contaminación.Utilízanse en numerosas industrias, incluíndo petróleo e gas, procesamento químico, tratamento de augas, produtos farmacéuticos e procesamento de alimentos.O uso xeneralizado destes selos pódese atribuír á súa construción duradeira;están feitos de materiais cerámicos avanzados que ofrecen características de rendemento superiores en comparación con outros materiais de selado.
Os selos mecánicos de cerámica comprenden dous compoñentes principais: un é unha cara estacionaria mecánica (xeralmente feita de material cerámico) e outra é unha cara rotativa mecánica (construída normalmente a partir de grafito de carbono).A acción de selado prodúcese cando ambas as caras se presionan xuntas mediante unha forza de resorte, creando unha barreira eficaz contra as fugas de fluído.A medida que o equipo funciona, a película lubricante entre as caras de selado reduce a fricción e o desgaste mantendo un selado estanco.
Un factor crucial que diferencia os selos mecánicos cerámicos doutros tipos é a súa excelente resistencia ao desgaste.Os materiais cerámicos posúen excelentes propiedades de dureza que lles permiten soportar condicións abrasivas sen danos significativos.Isto resulta en selados máis duradeiros que requiren substitucións ou mantementos menos frecuentes que os feitos de materiais máis brandos.
Ademais da resistencia ao desgaste, as cerámicas tamén presentan unha estabilidade térmica excepcional.Poden soportar altas temperaturas sen sufrir degradación nin perder a súa eficacia de selado.Isto fai que sexan axeitados para o seu uso en aplicacións de alta temperatura onde outros materiais de selado poden fallar prematuramente.
Por último, os selos mecánicos cerámicos ofrecen unha excelente compatibilidade química, con resistencia a diversas substancias corrosivas.Isto fai que sexan unha opción atractiva para as industrias que tratan habitualmente con produtos químicos agresivos e fluídos agresivos.
Os selos mecánicos de cerámica son esenciaisselos de compoñentesdeseñado para evitar fugas de fluídos nos equipos industriais.As súas propiedades únicas, como a resistencia ao desgaste, a estabilidade térmica e a compatibilidade química, fan que sexan unha opción preferida para varias aplicacións en múltiples industrias.
| propiedades físicas cerámicas | ||||
| Parámetro técnico | unidade | 95 % | 99 % | 99,50 % |
| Densidade | g/cm3 | 3.7 | 3,88 | 3.9 |
| Dureza | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Taxa de porosidade | % | 0,4 | 0.2 | 0,15 |
| Resistencia á fractura | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Coeficiente de expansión térmica | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Condutividade térmica | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Selos mecánicos de carbono
O selo mecánico de carbono ten unha longa historia.O grafito é unha isoforma do elemento carbono.En 1971, os Estados Unidos estudaron o exitoso material de selado mecánico de grafito flexible, que resolveu a fuga da válvula de enerxía atómica.Despois dun procesamento profundo, o grafito flexible convértese nun excelente material de selado, que se converte en varios selos mecánicos de carbono co efecto de compoñentes de selado.Estes selos mecánicos de carbono utilízanse en industrias químicas, petroleiras e de enerxía eléctrica, como o selado de fluídos de alta temperatura.
Debido a que o grafito flexible está formado pola expansión do grafito expandido despois da alta temperatura, a cantidade de axente intercalante que queda no grafito flexible é moi pequena, pero non completamente, polo que a existencia e composición do axente de intercalación teñen unha gran influencia na calidade. e rendemento do produto.
Selección do material da cara de selado de carbono
O inventor orixinal utilizou ácido sulfúrico concentrado como oxidante e axente intercalante.Non obstante, despois de ser aplicado ao selo dun compoñente metálico, descubriuse que unha pequena cantidade de xofre que quedaba no grafito flexible corroía o metal de contacto despois dun uso prolongado.En vista deste punto, algúns estudosos domésticos intentaron melloralo, como Song Kemin que escolleu o ácido acético e o ácido orgánico en lugar do ácido sulfúrico.ácido, lento en ácido nítrico, e baixa a temperatura a temperatura ambiente, feito a partir dunha mestura de ácido nítrico e ácido acético.Usando a mestura de ácido nítrico e ácido acético como axente de inserción, preparouse o grafito expandido sen xofre con permanganato de potasio como oxidante e engadiuse lentamente ácido acético ao ácido nítrico.A temperatura redúcese á temperatura ambiente e faise unha mestura de ácido nítrico e ácido acético.A continuación, engádense a esta mestura o grafito en escamas naturais e o permanganato de potasio.Con axitación constante, a temperatura é de 30 C. Despois de 40 minutos de reacción, a auga lávase ata neutral e sécase a 50 ~ 60 C, e o grafito expandido faise despois da expansión a alta temperatura.Este método non consegue vulcanización baixo a condición de que o produto poida alcanzar un certo volume de expansión, para conseguir unha natureza relativamente estable do material de selado.
| Tipo | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Marca | Impregnado | Impregnado | Fenol impregnado | Carbono de antimonio (A) | |||||
| Densidade | 1,75 | 1.7 | 1,75 | 1.7 | 1,75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Resistencia Fractural | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Resistencia a la compresión | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Dureza | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Porosidade | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1,5 | <1,5 | <1,5 |
| Temperaturas | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Selos mecánicos de carburo de silicio
O carburo de silicio (SiC) tamén se coñece como carborundum, que está feito de area de cuarzo, coque de petróleo (ou coque de carbón), lascas de madeira (que hai que engadir cando se produce carburo de silicio verde) etc.O carburo de silicio tamén ten un mineral raro na natureza, a morera.Nos contemporáneos C, N, B e outras materias primas refractarias de alta tecnoloxía sen óxido, o carburo de silicio é un dos materiais máis utilizados e económicos, que se pode chamar area de aceiro dourado ou area refractaria.Na actualidade, a produción industrial de carburo de silicio en China divídese en carburo de silicio negro e carburo de silicio verde, ambos os cales son cristais hexagonais cunha proporción de 3,20 ~ 3,25 e unha microdureza de 2840 ~ 3320 kg/m².
Os produtos de carburo de silicio clasifícanse en moitos tipos segundo o ambiente de aplicación diferente.Xeralmente úsase máis mecánicamente.Por exemplo, o carburo de silicio é un material ideal para o selado mecánico de carburo de silicio pola súa boa resistencia á corrosión química, alta resistencia, alta dureza, boa resistencia ao desgaste, pequeno coeficiente de fricción e resistencia á alta temperatura.
Os aneis de selado SIC pódense dividir en anel estático, anel móbil, anel plano e así por diante.O silicio SiC pódese facer en varios produtos de carburo, como anel rotativo de carburo de silicio, asento estacionario de carburo de silicio, arbusto de carburo de silicio e así por diante, segundo os requisitos especiais dos clientes.Tamén se pode usar en combinación con material de grafito, e o seu coeficiente de fricción é menor que a cerámica de alúmina e a aliaxe dura, polo que se pode usar con alto valor PV, especialmente en condicións de ácido forte e álcali forte.
A redución da fricción de SIC é un dos principais beneficios de empregalo en selos mecánicos.Polo tanto, SIC pode soportar o desgaste mellor que outros materiais, prolongando a vida útil do selo.Ademais, a reducida fricción do SIC diminúe a necesidade de lubricación.A falta de lubricación reduce a posibilidade de contaminación e corrosión, mellorando a eficiencia e a fiabilidade.
SIC tamén ten unha gran resistencia ao desgaste.Isto indica que pode soportar un uso continuo sen deteriorarse nin romperse.Isto fai que sexa o material perfecto para usos que esixen un alto nivel de fiabilidade e durabilidade.
Tamén se pode volver lapear e pulir para que un selo poida ser renovado varias veces ao longo da súa vida útil.Xeralmente úsase de forma máis mecánica, como nos selos mecánicos pola súa boa resistencia á corrosión química, alta resistencia, alta dureza, boa resistencia ao desgaste, pequeno coeficiente de fricción e resistencia á alta temperatura.
Cando se usa para selados mecánicos, o carburo de silicio mellora o rendemento, aumenta a vida útil do selo, reduce os custos de mantemento e reduce os custos de funcionamento de equipos rotativos como turbinas, compresores e bombas centrífugas.O carburo de silicio pode ter diferentes propiedades dependendo de como foi fabricado.O carburo de silicio unido por reacción fórmase unindo partículas de carburo de silicio entre si nun proceso de reacción.
Este proceso non afecta significativamente a maioría das propiedades físicas e térmicas do material, pero si limita a resistencia química do material.Os produtos químicos máis comúns que son un problema son os cáusticos (e outros produtos químicos de pH alto) e os ácidos fortes, polo que o carburo de silicio unido por reacción non se debe usar con estas aplicacións.
Reacción sinterizada infiltradacarburo de silicio.Neste material, os poros do material SIC orixinal énchense no proceso de infiltración mediante a queima de silicio metálico, polo que aparece SiC secundario e o material adquire propiedades mecánicas excepcionais, facéndose resistente ao desgaste.Debido á súa mínima contracción, pódese utilizar na produción de pezas grandes e complexas con tolerancias estreitas.Non obstante, o contido de silicio limita a temperatura máxima de funcionamento a 1.350 °C, a resistencia química tamén está limitada a un pH de aproximadamente 10. O material non se recomenda para o seu uso en ambientes alcalinos agresivos.
SinterizadoO carburo de silicio obtense sinterizando un granulado de SIC moi fino precomprimido a unha temperatura de 2000 °C para formar enlaces fortes entre os grans do material.
Primeiro, a rede espesase, despois a porosidade diminúe e, finalmente, os enlaces entre os grans sinterizan.No proceso de tal procesamento, prodúcese un encollemento significativo do produto - nun 20%.
Anel de selado SSIC é resistente a todos os produtos químicos.Dado que non hai silicio metálico presente na súa estrutura, pódese usar a temperaturas de ata 1600C sen afectar á súa resistencia.
| propiedades | R-SiC | S-SiC |
| Porosidade (%) | ≤0,3 | ≤0,2 |
| Densidade (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Dureza | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Módulo elástico (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| Contido de SiC (%) | ≥85 % | ≥99 % |
| Contido Si (%) | ≤ 15 % | 0,10 % |
| Resistencia á flexión (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Resistencia a la compresión (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Coeficiente de expansión térmica (1/℃) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Resistencia á calor (na atmosfera) (℃) | 1300 | 1600 |
Sello mecánico TC
Os materiais TC teñen características de alta dureza, resistencia, resistencia á abrasión e resistencia á corrosión.Coñécese como "Dente industrial".Debido ao seu rendemento superior, foi amplamente utilizado na industria militar, aeroespacial, procesamento mecánico, metalurxia, perforación petrolífera, comunicación electrónica, arquitectura e outros campos.Por exemplo, en bombas, compresores e axitadores, os anels de carburo de tungsteno úsanse como selos mecánicos.A boa resistencia á abrasión e a alta dureza fan que sexa axeitado para a fabricación de pezas resistentes ao desgaste con alta temperatura, fricción e corrosión.
Segundo a súa composición química e as súas características de uso, o TC pódese dividir en catro categorías: volframio cobalto (YG), volframio-titanio (YT), volframio-titanio tántalo (YW) e carburo de titanio (YN).
A aliaxe dura de tungsteno cobalto (YG) está composta por WC and Co. É adecuada para procesar materiais fráxiles como ferro fundido, metais non férreos e materiais non metálicos.
Stellite (YT) está composto por WC, TiC e Co. Debido á adición de TiC á aliaxe, a súa resistencia ao desgaste é mellorada, pero a resistencia á flexión, o rendemento de moenda e a condutividade térmica diminuíron.Debido á súa fraxilidade a baixas temperaturas, só é axeitado para o corte de materiais xerais a alta velocidade e non para o procesamento de materiais quebradizos.
Engádese á aliaxe cobalto (YW) de titanio de tungsteno tántalo (niobio) para aumentar a dureza, resistencia e resistencia á abrasión a altas temperaturas mediante a cantidade adecuada de carburo de tántalo ou carburo de niobio.Ao mesmo tempo, a dureza tamén se mellora cun mellor rendemento de corte integral.Utilízase principalmente para materiais de corte duros e cortes intermitentes.
A clase base de titanio carbonizado (YN) é unha aliaxe dura coa fase dura de TiC, níquel e molibdeno.As súas vantaxes son a alta dureza, a capacidade antiadherente, o desgaste anti-crecente e a capacidade anti-oxidación.A unha temperatura de máis de 1000 graos, aínda se pode mecanizar.É aplicable ao acabado continuo de aceiro de aliaxe e aceiro de templado.
| modelo | contido de níquel (% en peso) | densidade (g/cm²) | dureza (HRA) | Resistencia á flexión (≥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 |
| modelo | contido de cobalto (% en peso) | densidade (g/cm²) | dureza (HRA) | Resistencia á flexión (≥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 |