Mekanik contalarbirçok farklı endüstri için sızıntıyı önlemede çok önemli bir rol oynar. Denizcilik endüstrisindepompa mekanik contaları, döner şaft mekanik contaları. Ve petrol ve gaz endüstrisindekartuş mekanik contaları,bölünmüş mekanik contalar veya kuru gaz mekanik contaları. Otomotiv endüstrisinde su mekanik contaları vardır. Ve kimya endüstrisinde karıştırıcı mekanik contaları (karıştırıcı mekanik contaları) ve kompresör mekanik contaları vardır.
Farklı kullanım koşullarına bağlı olarak, farklı malzemelerle mekanik sızdırmazlık çözümü gerektirir. Kullanılan birçok malzeme türü vardır.mekanik şaft contaları seramik mekanik contalar, karbon mekanik contalar, silikon karbür mekanik contalar gibi,SSIC mekanik contalar veTC mekanik contalar.
Seramik mekanik contalar
Seramik mekanik contalar, dönen bir şaft ve sabit bir gövde gibi iki yüzey arasında sıvı sızıntısını önlemek için tasarlanmış çeşitli endüstriyel uygulamalarda kritik bileşenlerdir. Bu contalar, olağanüstü aşınma direnci, korozyon direnci ve aşırı sıcaklıklara dayanma yetenekleri nedeniyle oldukça değerlidir.
Seramik mekanik contaların 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 kullanılırlar. Bu contaların yaygın kullanımı dayanıklı yapılarına bağlanabilir; diğer conta malzemelerine kıyasla üstün performans özellikleri sunan gelişmiş seramik malzemelerden yapılırlar.
Seramik mekanik contalar iki ana bileşenden oluşur: biri mekanik sabit bir yüzeydir (genellikle seramik malzemeden yapılır) ve diğeri mekanik döner bir yüzeydir (genellikle karbon grafitten yapılır). Sızdırmazlık eylemi, her iki yüzeyin bir yay kuvveti kullanılarak birbirine bastırılmasıyla gerçekleşir ve sıvı sızıntısına karşı etkili bir bariyer oluşturur. Ekipman çalışırken, sızdırmazlık yüzeyleri arasındaki yağlama filmi sıkı bir sızdırmazlık sağlarken sürtünmeyi ve aşınmayı azaltır.
Seramik mekanik contaları diğer türlerden ayıran önemli bir faktör, aşınmaya karşı olağanüstü dirençleridir. Seramik malzemeler, önemli bir hasar olmadan aşındırıcı koşullara dayanmalarını sağlayan mükemmel sertlik özelliklerine sahiptir. Bu, daha yumuşak malzemelerden yapılanlara göre daha az sıklıkta değiştirme veya bakım gerektiren daha uzun ömürlü contalarla sonuçlanır.
Seramikler aşınma direncine ek olarak olağanüstü termal kararlılık da sergiler. Bozulma yaşamadan veya sızdırmazlık verimliliğini kaybetmeden yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Bu, diğer sızdırmazlık malzemelerinin erken bozulabileceği yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanım için uygun hale getirir.
Son olarak, seramik mekanik contalar çeşitli aşındırıcı maddelere karşı dirençle mükemmel kimyasal uyumluluk sunar. Bu, onları rutin olarak sert kimyasallar ve agresif sıvılarla uğraşan endüstriler için çekici bir seçim haline getirir.
Seramik mekanik contalar esastırbileşen contalarıendüstriyel ekipmanlarda sıvı sızıntısını önlemek için tasarlanmıştır. Aşınma direnci, termal kararlılık ve kimyasal uyumluluk gibi benzersiz özellikleri, onları birçok sektördeki çeşitli uygulamalar için tercih edilen bir seçim haline getirir
| seramik fiziksel özelliği | ||||
| Teknik parametre | birim | %95 | %99 | %99,50 |
| Yoğunluk | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Sertlik | İnsan Hakları Derneği | 85 | 88 | 90 |
| Gözeneklilik oranı | % | 0,4 | 0,2 | 0,15 |
| Kırılma mukavemeti | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Isıl 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, element karbonun bir izoformudur. 1971'de Amerika Birleşik Devletleri, atom enerjisi valfinin sızıntısını 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 kimyasal, petrol, elektrik enerjisi endüstrilerinde kullanılır.
Esnek grafit, genleşmiş grafitin yüksek sıcaklıkta genleşmesiyle oluştuğu için esnek grafitte kalan ara katkı maddesi miktarı çok azdır, ancak tamamen değil, bu nedenle ara katkı maddesinin varlığı ve bileşimi ürünün kalitesi ve performansı üzerinde büyük etkiye sahiptir.
Karbon Conta Yüzey Malzemesinin Seçimi
Orijinal mucit, oksidan ve ara madde olarak konsantre sülfürik asit kullanmıştır. Ancak, bir metal bileşenin contasına uygulandıktan sonra, esnek grafitte kalan az miktarda kükürtün, uzun süreli kullanımdan sonra temas metalini aşındırdığı bulunmuştur. Bu noktayı göz önünde bulundurarak, sülfürik asit yerine asetik asit ve organik asit seçen Song Kemin gibi bazı yerli bilim adamları bunu geliştirmeye çalışmışlardır. asit, nitrik asitte yavaş ve sıcaklığı oda sıcaklığına düşürerek, nitrik asit ve asetik asit karışımından yapılmıştır. Nitrik asit ve asetik asit karışımını ekleme maddesi olarak kullanarak, oksidan olarak potasyum permanganat ile kükürtsüz genişletilmiş grafit hazırlanmış ve asetik asit, nitrik aside yavaşça eklenmiştir. Sıcaklık oda sıcaklığına düşürülür ve nitrik asit ve asetik asit karışımı yapılır. Daha sonra bu karışıma doğal pul grafit ve potasyum permanganat eklenir. Sürekli karıştırma altında, sıcaklık 30 C'dir. 40 dakikalık reaksiyondan sonra, su nötr hale gelene kadar yıkanır ve 50~60 C'de kurutulur ve yüksek sıcaklıkta genleşmeden sonra genleşmiş grafit yapılır. Bu yöntem, ürünün belirli bir genleşme hacmine ulaşabilmesi koşuluyla vulkanizasyona ulaşmaz, böylece sızdırmazlık malzemesinin nispeten kararlı bir doğası elde edilir.
| Tip | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Marka | Emprenye edilmiş | Emprenye edilmiş | Emprenye edilmiş fenol | Antimon Karbon(A) | |||||
| Yoğunluk | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Kırılma mukavemeti | 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 koku (veya kömür koku), odun yongaları (yeşil silisyum karbür üretirken eklenmesi gereken) vb. malzemelerden yapılan karborundum olarak da bilinir. Silisyum karbür ayrıca doğada nadir bulunan bir minerale, dut ağacına sahiptir. Çağdaş C, N, B ve diğer oksitsiz yüksek teknoloji refrakter hammaddelerinde, silisyum karbür, altın çelik kumu veya refrakter kum olarak adlandırılabilen en yaygın kullanılan ve ekonomik malzemelerden biridir. Şu anda, Çin'in silisyum karbürün endüstriyel 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 ikiye ayrılır.
Silisyum karbür ürünleri farklı uygulama ortamlarına göre birçok türe ayrılır. 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 conta için ideal bir malzemedir.
SIC Conta halkaları statik halka, hareketli halka, düz halka vb. olarak ayrılabilir. SiC silikon, müşterilerin özel gereksinimlerine göre silisyum karbür döner halka, silisyum karbür sabit koltuk, silisyum karbür burç vb. gibi çeşitli karbür ürünlerine dönüştürülebilir. Ayrıca grafit malzeme ile birlikte 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 contalarda kullanılmasının temel faydalarından biridir. Bu nedenle SIC, diğer malzemelerden daha iyi aşınma ve yıpranmaya dayanabilir ve contanın ömrünü uzatır. Ek olarak, SIC'nin azaltılmış sürtünmesi yağlama gereksinimini azaltır. Yağlama eksikliği, kirlenme ve korozyon olasılığını azaltarak verimliliği ve güvenilirliği artırır.
SIC ayrıca aşınmaya karşı büyük bir dirence sahiptir. Bu, bozulmadan veya kırılmadan sürekli kullanıma dayanabileceğini gösterir. Bu, onu yüksek düzeyde güvenilirlik ve dayanıklılık gerektiren kullanımlar için mükemmel bir malzeme yapar.
Ayrıca, bir contanın ömrü boyunca birden fazla kez yenilenmesi için yeniden taşlanabilir ve cilalanabilir. Genellikle daha mekanik olarak kullanılır, örneğin mekanik contalarda iyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, küçük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle.
Mekanik conta yüzeyleri için kullanıldığında, silisyum karbür, türbinler, kompresörler ve santrifüj pompalar gibi döner ekipmanlar için gelişmiş performans, artan conta ömrü, daha düşük bakım maliyetleri ve daha düşük işletme maliyetleri ile sonuçlanır. Silisyum karbür, nasıl üretildiğine bağlı olarak farklı özelliklere sahip olabilir. Reaksiyon bağlı silisyum karbür, silisyum karbür parçacıklarının bir reaksiyon sürecinde birbirine bağlanmasıyla oluşur.
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 reaksiyonla bağlanmış silisyum karbür bu uygulamalarda kullanılmamalıdır.
Reaksiyon-sinterlenmiş sızmışsilisyum karbür. Bu tür bir malzemede, orijinal SIC malzemesinin gözenekleri, metalik silisyumun yakılmasıyla sızma sürecinde doldurulur, böylece ikincil SiC ortaya çıkar ve malzeme olağanüstü mekanik özellikler kazanarak aşınmaya dayanıklı hale gelir. Minimum büzülmesi nedeniyle, dar toleranslı büyük ve karmaşık parçaların üretiminde kullanılabilir. Ancak, silisyum içeriği maksimum çalışma sıcaklığını 1.350 °C ile sınırlar, kimyasal direnç de yaklaşık pH 10 ile sınırlıdır. Malzemenin agresif alkali ortamlarda kullanılması önerilmez.
SinterlenmişSilisyum karbür, önceden sıkıştırılmış çok ince SIC granülünün 2000 °C sıcaklıkta sinterlenmesiyle elde edilir ve malzemenin taneleri arasında güçlü bağlar oluşur.
Önce kafes kalınlaşır, sonra gözeneklilik azalır ve son olarak taneler arasındaki bağlar sinterlenir. Bu tür bir işleme sürecinde, üründe önemli bir küçülme meydana gelir - yaklaşık %20 oranında.
SSIC mühür halkası tüm kimyasallara dayanıklıdır. Yapısında metalik silikon bulunmadığından, mukavemetini etkilemeden 1600C'ye kadar sıcaklıklarda kullanılabilir.
| özellikler | R-SiC | S-SiC |
| Gözeneklilik (%) | ≤0,3 | ≤0,2 |
| Yoğunluk (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Sertlik | 110~125 (İlkokul) | 2800 (kg/mm2) |
| Elastiklik Modülü (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC İçeriği (%) | ≥%85 | ≥%99 |
| Si İçeriği (%) | ≤%15 | 0,10% |
| Bükülme Gücü (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Basınç Dayanımı (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Isıl genleşme katsayısı (1/℃) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Isıya dayanıklılık (atmosferde) (℃) | 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 kullanılmıştır. Örneğin pompalarda, kompresörlerde ve karıştırıcılarda mekanik conta olarak Tungsten karbür halka kullanılır. İyi aşınma direnci ve yüksek sertlik, yüksek sıcaklık, sürtünme ve korozyona sahip aşınmaya dayanıklı parçaların üretimi için uygun hale getirir.
TC, kimyasal bileşimine ve kullanım özelliklerine göre 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 metal olmayan malzemeler gibi kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygundur.
Stellite (YT), WC, TiC ve Co'dan oluşur. Alaşıma TiC eklenmesi nedeniyle aşınma direnci iyileşir, ancak eğilme mukavemeti, taşlama performansı ve ısıl iletkenliği azalır. Düşük sıcaklıktaki kırılganlığı nedeniyle, yalnızca genel malzemelerin yüksek hızlı kesimi için uygundur ve kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygun değildir.
Alaşıma, uygun miktarda tantal karbür veya niyobyum karbür ile yüksek sıcaklık sertliğini, mukavemetini ve aşınma direncini artırmak için tungsten titanyum tantal (niyobyum) kobalt (YW) eklenir. Aynı zamanda, daha iyi kapsamlı kesme performansı ile tokluk da iyileştirilir. Esas olarak sert kesme malzemeleri ve aralıklı kesme için kullanılır.
Karbonize titanyum baz sınıfı (YN), TiC, nikel ve molibdenin sert fazına sahip sert bir alaşımdır. Avantajları yüksek sertlik, yapışmazlık, hilal aşınmaya karşı dayanıklılık ve oksidasyona karşı dayanıklılıktır. 1000 dereceden fazla bir sıcaklıkta bile işlenebilir. Alaşımlı çeliğin sürekli son işlemi ve su verme çeliği için uygulanabilir.
| model | nikel içeriği (ağırlıkça %) | yoğunluk(g/cm²) | sertlik(HRA) | eğilme 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 |
| model | kobalt içeriği (ağırlıkça %) | yoğunluk(g/cm²) | sertlik(HRA) | eğilme 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 |