Elixir o material para o seu selo é importante, xa que terá un papel importante na determinación da calidade, a vida útil e o rendemento dunha aplicación e na redución de problemas no futuro.Aquí, analizamos como afectará o medio á selección do material de selado, así como algúns dos materiais máis comúns e para que aplicacións son máis axeitados.
Factores ambientais
O ambiente ao que estará exposto un selo é crucial á hora de seleccionar o deseño e o material.Hai unha serie de propiedades clave que os materiais de selado necesitan para todos os ambientes, incluíndo a creación dunha cara de selado estable, capaz de conducir a calor, resistente aos produtos químicos e boa resistencia ao desgaste.
Nalgúns ambientes, estas propiedades terán que ser máis fortes que noutros.Outras propiedades do material que se deben ter en conta ao considerar o medio ambiente inclúen a dureza, a rixidez, a dilatación térmica, o desgaste e a resistencia química.Tendo isto en conta axudarache a atopar o material ideal para o teu selo.
O medio ambiente tamén pode determinar se se pode priorizar o custo ou a calidade do selo.Para ambientes abrasivos e duros, os selos poden ser máis caros debido a que os materiais deben ser o suficientemente resistentes para soportar estas condicións.
Para tales ambientes, gastar o diñeiro nun selo de alta calidade compensarase co paso do tempo, xa que axudará a evitar as custosas paradas, reparacións e renovacións ou substitucións do selo que provocará un selo de menor calidade. Non obstante, nas aplicacións de bombeo con fluído moi limpo que ten propiedades lubricantes, poderíase mercar un selo máis barato en favor de rodamentos de maior calidade.
Materiais comúns de selado
Carbono
O carbono usado nas caras de selado é unha mestura de carbono amorfo e grafito, sendo as porcentaxes de cada un deles que determinan as propiedades físicas sobre o grao final de carbono.É un material inerte e estable que pode ser autolubricante.
É amplamente utilizado como un dos pares de caras finais nos selos mecánicos, e tamén é un material popular para selos circunferenciais segmentados e aneis de pistón baixo pequenas cantidades de lubricación ou en seco.Esta mestura de carbono/grafito tamén se pode impregnar con outros materiais para darlle diferentes características como porosidade reducida, mellor rendemento ao desgaste ou mellora da resistencia.
Un selo de carbono impregnado con resina termoestable é o máis común para os selos mecánicos, coa maioría dos carbonos impregnados con resina capaces de operar nunha ampla gama de produtos químicos desde bases fortes ata ácidos fortes.Tamén teñen boas propiedades de fricción e un módulo adecuado para axudar a controlar as distorsións de presión.Este material é adecuado para uso xeral a 260 °C (500 °F) en auga, refrixerantes, combustibles, aceites, solucións químicas lixeiras e aplicacións de alimentos e medicamentos.
Os selos de carbono impregnados con antimonio tamén demostraron ser exitosos debido á forza e ao módulo do antimonio, polo que é bo para aplicacións de alta presión cando se necesita un material máis forte e ríxido.Estes selos tamén son máis resistentes ás burbullas en aplicacións con fluídos de alta viscosidade ou hidrocarburos lixeiros, polo que é o grao estándar para moitas aplicacións de refinería.
O carbono tamén se pode impregnar con formadores de película como flúor para aplicacións en seco, crioxénica e baleiro, ou inhibidores de oxidación como fosfatos para aplicacións de alta temperatura, alta velocidade e turbinas a 800 pés/seg e ao redor de 537 °C (1.000 °F).
Cerámica
As cerámicas son materiais inorgánicos non metálicos feitos de compostos naturais ou sintéticos, máis comúnmente óxido de alúmina ou alúmina.Ten un alto punto de fusión, alta dureza, alta resistencia ao desgaste e resistencia á oxidación, polo que é amplamente utilizado en industrias como maquinaria, produtos químicos, petróleo, farmacéutico e automóbil.
Tamén ten excelentes propiedades dieléctricas e úsase habitualmente para illantes eléctricos, compoñentes resistentes ao desgaste, medios de moenda e compoñentes de alta temperatura.En purezas elevadas, a alúmina ten unha excelente resistencia química á maioría dos fluídos de proceso, agás algúns ácidos fortes, o que a leva a ser utilizada en moitas aplicacións de selado mecánico.Non obstante, a alúmina pode fracturarse facilmente baixo un choque térmico, o que restrinxiu o seu uso nalgunhas aplicacións nas que isto podería ser un problema.
O carburo de silicio faise fusionando sílice e coque.É quimicamente semellante á cerámica, pero ten mellores calidades de lubricación e é máis duro, polo que é unha boa solución resistente para ambientes duros.
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.
O carburo de silicio autosinterizado está feito sinterizando partículas de carburo de silicio directamente xuntas utilizando auxiliares de sinterización non óxido nun ambiente inerte a temperaturas superiores a 2.000 °C.Debido á falta dun material secundario (como o silicio), o material sinterizado directo é químicamente resistente a case calquera condición de fluído e proceso que se poida ver nunha bomba centrífuga.
O carburo de volframio é un material moi versátil como o carburo de silicio, pero é máis axeitado para aplicacións de alta presión xa que ten unha elasticidade máis alta que lle permite flexionar moi lixeiramente e evitar a distorsión da cara.Do mesmo xeito que o carburo de silicio, pódese volver lapear e pulir.
Os carburos de wolframio son máis frecuentemente fabricados como carburos cementados polo que non hai intento de unir o carburo de volframio a si mesmo.Engádese un metal secundario para unir ou cimentar as partículas de carburo de volframio, obtendo un material que ten as propiedades combinadas do carburo de tungsteno e do aglutinante metálico.
Aproveitouse isto ao proporcionar unha maior dureza e resistencia ao impacto que o posible só co carburo de tungsteno.Unha das debilidades do carburo de volframio cementado é a súa alta densidade.No pasado utilizábase carburo de wolframio ligado ao cobalto, pero foi substituíndo gradualmente por carburo de volframio ligado a níquel debido a que carecía da gama de compatibilidade química necesaria para a industria.
O carburo de tungsteno ligado a níquel úsase amplamente para as caras de selado onde se desexan propiedades de alta resistencia e alta tenacidade, e ten unha boa compatibilidade química xeralmente limitada polo níquel libre.
GFPTFE
O GFPTFE ten unha boa resistencia química e o vidro engadido reduce a fricción das caras de selado.É ideal para aplicacións relativamente limpas e é máis barato que outros materiais.Hai subvariantes dispoñibles para adaptar mellor o selo aos requisitos e ao ambiente, mellorando o seu rendemento xeral.
Buna
Buna (tamén coñecida como caucho nitrilo) é un elastómero rendible para juntas tóricas, selantes e produtos moldeados.É ben coñecido polo seu rendemento mecánico e funciona ben en aplicacións a base de petróleo, petroquímicas e químicas.Tamén é moi utilizado para aplicacións de petróleo cru, auga, alcol, graxa de silicona e fluídos hidráulicos debido á súa inflexibilidade.
Como Buna é un copolímero de caucho sintético, funciona ben en aplicacións que requiren adhesión de metal e material resistente á abrasión, e este fondo químico tamén o fai ideal para aplicacións de selantes.Ademais, pode soportar baixas temperaturas xa que está deseñado cunha resistencia pobre aos ácidos e aos álcalis.
Buna está limitado en aplicacións con factores extremos como altas temperaturas, clima, luz solar e aplicacións de resistencia ao vapor, e non é axeitado con axentes desinfectantes de limpeza no lugar (CIP) que conteñan ácidos e peróxidos.
EPDM
O EPDM é un caucho sintético que se usa habitualmente en automoción, construción e aplicacións mecánicas para selos e juntas tóricas, tubos e arandelas.É máis caro que Buna, pero pode soportar unha variedade de propiedades térmicas, meteorolóxicas e mecánicas debido á súa alta resistencia á tracción de longa duración.É versátil e ideal para aplicacións que impliquen auga, cloro, lixivia e outros materiais alcalinos.
Debido ás súas propiedades elásticas e adhesivas, unha vez estirado, o EPDM volve á súa forma orixinal independentemente da temperatura.O EPDM non se recomenda para aplicacións de aceite de petróleo, fluídos, hidrocarburos clorados ou disolventes de hidrocarburos.
Vitón
Viton é un produto de caucho de hidrocarburos fluorado de longa duración e de alto rendemento que se usa máis habitualmente en juntas tóricas e selos.É máis caro que outros materiais de caucho, pero é a opción preferida para as necesidades de selado máis desafiantes e esixentes.
Resistente ao ozono, á oxidación e ás condicións meteorolóxicas extremas, incluíndo materiais como hidrocarburos alifáticos e aromáticos, fluídos haloxenados e materiais ácidos fortes, é un dos fluoroelastómeros máis robustos.
Elixir o material correcto para o selado é importante para o éxito dunha aplicación.Aínda que moitos materiais de selado son similares, cada un serve para unha variedade de propósitos para satisfacer calquera necesidade específica.
Hora de publicación: 12-Xul-2023