Mekanik contalarbirçok farklı sektör için sızıntının önlenmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Denizcilik sektöründe varpompa mekanik contaları, dönen şaft mekanik contaları. Petrol ve gaz endüstrisinde de varkartuş mekanik contalar,bölünmüş mekanik contalar veya kuru gaz mekanik contalar. Otomobil endüstrilerinde su mekanik salmastraları bulunmaktadır. Kimya endüstrisinde ise karıştırıcı mekanik contaları (karıştırıcı mekanik contaları) ve kompresör mekanik contaları bulunmaktadır.
Farklı kullanım koşullarına bağlı olarak farklı malzemelerle mekanik sızdırmazlık çözümü gerektirir. Kullanılan birçok malzeme türü vardır.mekanik salmastralar seramik mekanik contalar, karbon mekanik contalar, Silikon karbür mekanik contalar gibi,SSIC mekanik contalar veTC mekanik contalar.
Seramik mekanik contalar
Seramik mekanik salmastralar, dönen bir şaft ve sabit bir mahfaza gibi iki yüzey arasında sıvı sızıntısını önlemek üzere tasarlanmış, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kritik bileşenlerdir. Bu contalar, olağanüstü aşınma direnci, korozyon direnci ve aşırı sıcaklıklara dayanma yetenekleri nedeniyle oldukça değerlidir.
Seramik mekanik salmastraların birincil rolü, sıvı kaybını veya kirlenmeyi önleyerek ekipmanın bütünlüğünü korumaktır. Petrol ve gaz, kimyasal işleme, su arıtma, ilaç ve gıda işleme dahil olmak üzere çok sayıda endüstride kullanılmaktadırlar. Bu contaların yaygın kullanımı, dayanıklı yapılarına bağlanabilir; diğer conta malzemelerine göre üstün performans özellikleri sunan gelişmiş seramik malzemelerden üretilirler.
Seramik mekanik contalar iki ana bileşenden oluşur: biri mekanik sabit bir yüzeydir (genellikle seramik malzemeden yapılır), diğeri ise mekanik bir döner yüzeydir (genellikle karbon grafitten yapılır). Sızdırmazlık eylemi, her iki yüz bir yay kuvveti kullanılarak birbirine bastırıldığında meydana gelir ve sıvı sızıntısına karşı etkili bir bariyer oluşturulur. Ekipman çalışırken sızdırmazlık yüzeyleri arasındaki yağlayıcı film, sıkı bir sızdırmazlık sağlarken sürtünmeyi ve aşınmayı azaltır.
Seramik mekanik salmastraları diğer tiplerden ayıran en önemli faktörlerden biri aşınmaya karşı olağanüstü dirençleridir. Seramik malzemeler, aşındırıcı koşullara önemli bir hasar vermeden dayanmalarını sağlayan mükemmel sertlik özelliklerine sahiptir. Bu, daha yumuşak malzemelerden yapılanlara göre daha az sıklıkta değiştirme veya bakım gerektiren daha uzun ömürlü contalarla sonuçlanır.
Aşınma direncinin yanı sıra seramikler olağanüstü termal stabilite de sergiler. Bozulma yaşamadan veya sızdırmazlık verimliliklerini kaybetmeden yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Bu, onları diğer conta malzemelerinin zamanından önce arızalanabileceği yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanıma uygun hale getirir.
Son olarak, seramik mekanik contalar, çeşitli aşındırıcı maddelere karşı dirençle birlikte mükemmel kimyasal uyumluluk sunar. Bu, onları rutin olarak sert kimyasallar ve agresif sıvılarla uğraşan endüstriler için cazip bir seçim haline getiriyor.
Seramik mekanik contalar önemlidirbileşen contalarıEndüstriyel ekipmanlarda sıvı sızıntısını önlemek için tasarlanmıştır. Aşınma direnci, termal kararlılık ve kimyasal uyumluluk gibi benzersiz özellikleri, onları birçok endüstrideki çeşitli uygulamalar için tercih edilen bir seçenek haline getiriyor
| seramik fiziksel özelliği | ||||
| Teknik parametre | birim | %95 | %99 | %99,50 |
| Yoğunluk | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Sertlik | İHD | 85 | 88 | 90 |
| Gözeneklilik oranı | % | 0,4 | 0,2 | 0,15 |
| Kırılma mukavemeti | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Isı genleşme katsayısı | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Isı iletkenliği | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Karbon mekanik contalar
Mekanik karbon contanın uzun bir geçmişi vardır. Grafit, karbon elementinin bir izoformudur. 1971 yılında Amerika Birleşik Devletleri atom enerjisi valfindeki sızıntıyı çözen başarılı esnek grafit mekanik sızdırmazlık malzemesini inceledi. Derin işlemeden sonra esnek grafit, sızdırmazlık bileşenlerinin etkisiyle çeşitli karbon mekanik contalara dönüştürülen mükemmel bir sızdırmazlık malzemesi haline gelir. Bu karbon mekanik contalar, yüksek sıcaklık sıvı contası gibi kimya, petrol, elektrik enerjisi endüstrilerinde kullanılmaktadır.
Esnek grafit, genleşmiş grafitin yüksek sıcaklıktan sonra genleşmesiyle oluştuğundan, esnek grafitte kalan ara katkı maddesinin miktarı çok küçüktür, ancak tamamen değildir, dolayısıyla ara katkı maddesinin varlığı ve bileşimi kalite üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. ve ürünün performansı.
Karbon Conta yüz Malzemesinin Seçimi
Orijinal mucit, oksidan ve ara katkı maddesi olarak konsantre sülfürik asit kullanmıştır. Bununla birlikte, bir metal bileşenin contasına uygulandıktan sonra, esnek grafit içinde kalan az miktarda kükürtün, uzun süreli kullanım sonrasında temas eden metali aşındırdığı bulunmuştur. Bu noktayı göz önünde bulundurarak, sülfürik asit yerine asetik asit ve organik asidi seçen Song Kemin gibi bazı yerli bilim adamları bunu geliştirmeye çalıştılar. asit, nitrik asitte yavaşlar ve sıcaklığı oda sıcaklığına düşürür, nitrik asit ve asetik asit karışımından yapılır. Ekleyici madde olarak nitrik asit ve asetik asit karışımı kullanılarak, oksidant olarak potasyum permanganat kullanılarak kükürtsüz genleşmiş grafit hazırlandı ve nitrik asite yavaş yavaş asetik asit eklendi. Sıcaklık oda sıcaklığına düşürülür ve nitrik asit ile asetik asit karışımı yapılır. Daha sonra bu karışıma doğal pul grafit ve potasyum permanganat eklenir. Sürekli karıştırma altında sıcaklık 30°C'dir. Reaksiyondan 40 dakika sonra, su nötr hale gelinceye kadar yıkanır ve 50~60°C'de kurutulur ve yüksek sıcaklıkta genleştirmeden sonra genleştirilmiş grafit yapılır. Bu yöntem, sızdırmazlık malzemesinin nispeten stabil bir doğasına ulaşmak amacıyla ürünün belirli bir genleşme hacmine ulaşabilmesi koşuluyla hiçbir vulkanizasyon sağlamaz.
| Tip | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Marka | Emprenyeli | Emprenyeli | Emdirilmiş Fenol | Antimon Karbon(A) | |||||
| Yoğunluk | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Kırılma Dayanımı | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Basınç Dayanımı | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Sertlik | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Gözeneklilik | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1,5 | <1,5 | <1,5 |
| Sıcaklıklar | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Silisyum Karbür mekanik contalar
Silisyum karbür (SiC), kuvars kumu, petrol kok (veya kömür koku), ağaç talaşları (yeşil silisyum karbür üretilirken eklenmesi gereken) vb.'den yapılan karborundum olarak da bilinir. Silisyum karbür ayrıca doğada nadir bulunan bir mineral olan dut içerir. Çağdaş C, N, B ve diğer oksit olmayan yüksek teknolojili refrakter hammaddelerinde silisyum karbür, altın çelik kumu veya refrakter kumu olarak adlandırılabilecek en yaygın kullanılan ve ekonomik malzemelerden biridir. Şu anda, Çin'in endüstriyel silisyum karbür üretimi, her ikisi de 3.20 ~ 3.25 oranına ve 2840 ~ 3320kg / m² mikro sertliğe sahip altıgen kristaller olan siyah silisyum karbür ve yeşil silisyum karbür olarak bölünmüştür.
Silisyum karbür ürünleri farklı uygulama ortamlarına göre birçok türde sınıflandırılır. Genellikle daha mekanik olarak kullanılır. Örneğin silisyum karbür, iyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemeti, yüksek sertliği, iyi aşınma direnci, küçük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle silisyum karbür mekanik salmastra için ideal bir malzemedir.
SIC Seal halkaları statik halka, hareketli halka, düz halka vb. olarak ayrılabilir. SiC silikon, müşterilerin özel gereksinimlerine göre silikon karbür döner halka, silikon karbür sabit koltuk, silikon karbür burç vb. gibi çeşitli karbür ürünlere dönüştürülebilir. Grafit malzeme ile kombinasyon halinde de kullanılabilir ve sürtünme katsayısı alümina seramik ve sert alaşımdan daha küçüktür, bu nedenle özellikle güçlü asit ve güçlü alkali koşullarında yüksek PV değerinde kullanılabilir.
SIC'nin azaltılmış sürtünmesi, mekanik salmastralarda kullanılmasının en önemli faydalarından biridir. Bu nedenle SIC aşınma ve yıpranmaya diğer malzemelerden daha iyi dayanabilir ve contanın ömrünü uzatır. Ek olarak SIC'nin azaltılmış sürtünmesi yağlama ihtiyacını azaltır. Yağlamanın olmaması, kirlenme ve korozyon olasılığını azaltarak verimliliği ve güvenilirliği artırır.
SIC ayrıca aşınmaya karşı da büyük bir dirence sahiptir. Bu da bozulmadan, kırılmadan sürekli kullanıma dayanabileceğini gösterir. Bu, onu yüksek düzeyde güvenilirlik ve dayanıklılık gerektiren kullanımlar için mükemmel bir malzeme haline getirir.
Ayrıca yeniden alıştırılabilir ve cilalanabilir, böylece contanın ömrü boyunca birçok kez yenilenebilir. İyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemeti, yüksek sertliği, iyi aşınma direnci, küçük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle genellikle mekanik contalarda olduğu gibi daha mekanik olarak kullanılır.
Silikon karbür, mekanik salmastra yüzeyleri için kullanıldığında, türbinler, kompresörler ve santrifüj pompalar gibi dönen ekipmanlar için daha iyi performans, daha uzun salmastra ömrü, daha düşük bakım maliyetleri ve daha düşük işletme maliyetleri sağlar. Silisyum karbür, nasıl üretildiğine bağlı olarak farklı özelliklere sahip olabilir. Reaksiyona bağlı silisyum karbür, silisyum karbür parçacıklarının bir reaksiyon işleminde birbirine bağlanmasıyla oluşturulur.
Bu işlem malzemenin fiziksel ve termal özelliklerinin çoğunu önemli ölçüde etkilemez ancak malzemenin kimyasal direncini sınırlar. Sorun yaratan en yaygın kimyasallar kostikler (ve diğer yüksek pH'lı kimyasallar) ve güçlü asitlerdir ve bu nedenle reaksiyona bağlı silisyum karbür bu uygulamalarda kullanılmamalıdır.
Reaksiyon sinterlenmiş sızmışsilisyum karbür. Bu malzemede, orijinal SIC malzemesinin gözenekleri, metalik silikonun yakılmasıyla sızma işlemi sırasında doldurulur, böylece ikincil SiC ortaya çıkar ve malzeme olağanüstü mekanik özellikler kazanarak aşınmaya dayanıklı hale gelir. Minimal büzülme özelliğinden dolayı büyük ve karmaşık parçaların üretiminde dar toleranslarla kullanılabilir. Bununla birlikte, silikon içeriği maksimum çalışma sıcaklığını 1.350 °C ile sınırlar, kimyasal direnç de yaklaşık pH 10 ile sınırlıdır. Malzemenin agresif alkalin ortamlarda kullanılması tavsiye edilmez.
Sinterlenmişsilisyum karbür, malzemenin taneleri arasında güçlü bağlar oluşturmak için önceden sıkıştırılmış çok ince bir SIC granülünün 2000 °C sıcaklıkta sinterlenmesiyle elde edilir.
Önce kafes kalınlaşır, sonra gözeneklilik azalır ve son olarak taneler arasındaki bağlar sinterlenir. Bu tür bir işlem sırasında üründe yaklaşık %20 oranında önemli bir büzülme meydana gelir.
SSIC conta halkası tüm kimyasallara dayanıklıdır. Yapısında metalik silikon bulunmadığından 1600C'ye kadar sıcaklıklarda mukavemetini etkilemeden kullanılabilir.
| özellikler | R-SiC | S-SiC |
| Gözeneklilik (%) | ≤0,3 | ≤0,2 |
| Yoğunluk (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Sertlik | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Elastik Modül (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC İçeriği (%) | ≥%85 | ≥99% |
| Si İçeriği (%) | ≤%15 | %0,10 |
| Bükülme Dayanımı (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Basınç Dayanımı (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Isı genleşme katsayısı (1/°C) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Isı direnci (atmosferde) (°C) | 1300 | 1600 |
TC mekanik salmastra
TC malzemeleri yüksek sertlik, mukavemet, aşınma direnci ve korozyon direnci özelliklerine sahiptir. “Endüstriyel Diş” olarak bilinir. Üstün performansı nedeniyle askeri sanayi, havacılık, mekanik işleme, metalurji, petrol sondajı, elektronik iletişim, mimari ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin pompalarda, kompresörlerde ve karıştırıcılarda mekanik salmastra olarak Tungsten karbür halka kullanılır. İyi aşınma direnci ve yüksek sertlik, onu yüksek sıcaklığa, sürtünmeye ve korozyona dayanıklı aşınmaya dayanıklı parçaların üretimi için uygun kılar.
Kimyasal bileşimi ve kullanım özelliklerine göre TC dört kategoriye ayrılabilir: tungsten kobalt (YG), tungsten-titanyum (YT), tungsten titanyum tantal (YW) ve titanyum karbür (YN).
Tungsten kobalt (YG) sert alaşımı WC ve Co'dan oluşur. Dökme demir, demir dışı metaller ve metalik olmayan malzemeler gibi kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygundur.
Stellite (YT), WC, TiC ve Co'dan oluşmaktadır. Alaşıma TiC ilavesi nedeniyle aşınma direnci artmış ancak eğilme mukavemeti, taşlama performansı ve ısıl iletkenliği azalmıştır. Düşük sıcaklıktaki kırılganlığı nedeniyle, yalnızca genel malzemelerin yüksek hızda kesilmesi için uygundur, kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygun değildir.
Uygun miktarda tantal karbür veya niyobyum karbür vasıtasıyla yüksek sıcaklık sertliğini, mukavemetini ve aşınma direncini arttırmak için alaşıma tungsten titanyum tantal (niyobyum) kobalt (YW) eklenir. Aynı zamanda, daha iyi kapsamlı kesme performansıyla dayanıklılık da artırıldı. Esas olarak sert kesme malzemeleri ve aralıklı kesme için kullanılır.
Kömürleşmiş titanyum temel sınıfı (YN), TiC, nikel ve molibdenden oluşan sert faza sahip sert bir alaşımdır. Avantajları yüksek sertlik, yapışma önleme yeteneği, hilal aşınmasını önleme ve oksidasyon önleme yeteneğidir. 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda yine de işlenebilir. Alaşımlı çeliklerin ve su verme çeliğinin sürekli işlenmesi için geçerlidir.
| modeli | nikel içeriği (ağırlıkça %) | yoğunluk(g/cm²) | sertlik(HRA) | bükülme mukavemeti(≥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 |
| modeli | kobalt içeriği (ağırlıkça %) | yoğunluk(g/cm²) | sertlik(HRA) | bükülme mukavemeti(≥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 |