Mekanik contalarÇeşitli sektörlerde sızıntıyı önlemede çok önemli bir rol oynarlar. Denizcilik sektöründe ise...pompa mekanik contalarıDönen şaft mekanik salmastraları. Ve petrol ve gaz endüstrisinde bunlar mevcuttur.kartuş mekanik contalar,Bölünmüş mekanik salmastralar veya kuru gaz mekanik salmastraları. Otomotiv sektöründe su mekanik salmastraları vardır. Kimya sektöründe ise karıştırıcı mekanik salmastraları (agitator mekanik salmastraları) ve kompresör mekanik salmastraları bulunur.
Kullanım koşullarına bağlı olarak, farklı malzemelerden yapılmış mekanik sızdırmazlık çözümlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu alanda birçok farklı malzeme kullanılmaktadır.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 salmastralar, dönen bir mil ile sabit bir gövde gibi iki yüzey arasında sıvı sızıntısını önlemek için tasarlanmış, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kritik öneme sahip bileşenlerdir. Bu salmastralar, olağanüstü aşınma direnci, korozyon direnci ve aşırı sıcaklıklara dayanabilme özellikleri nedeniyle oldukça değerlidir.
Seramik mekanik salmastraların temel görevi, sıvı kaybını veya kirlenmeyi önleyerek ekipmanın bütünlüğünü korumaktır. Petrol ve gaz, kimyasal işleme, su arıtma, ilaç ve gıda işleme dahil olmak üzere birçok sektörde kullanılırlar. Bu salmastraların yaygın kullanımı, dayanıklı yapılarına bağlanabilir; diğer salmastra malzemelerine kıyasla üstün performans özellikleri sunan gelişmiş seramik malzemelerden üretilirler.
Seramik mekanik salmastralar iki ana bileşenden oluşur: biri mekanik sabit yüzey (genellikle seramik malzemeden yapılır), diğeri ise mekanik döner yüzeydir (genellikle karbon grafitten yapılır). Sızdırmazlık işlemi, her iki yüzeyin yay kuvveti kullanılarak birbirine bastırılmasıyla gerçekleşir ve sıvı sızıntısına karşı etkili bir bariyer oluşturur. Ekipman çalışırken, sızdırmazlık yüzeyleri arasındaki yağlayıcı film, sıkı bir sızdırmazlığı korurken sürtünmeyi ve aşınmayı azaltır.
Seramik mekanik salmastraları diğer türlerden ayıran en önemli faktörlerden biri, aşınmaya karşı olağanüstü dirençleridir. Seramik malzemeler, aşındırıcı koşullara önemli ölçüde zarar görmeden dayanmalarını sağlayan mükemmel sertlik özelliklerine sahiptir. Bu da, daha yumuşak malzemelerden yapılanlara kıyasla daha uzun ömürlü, daha az sıklıkla değiştirilmesi veya bakımı gereken salmastralar elde edilmesini sağlar.
Seramikler aşınma direncine ek olarak olağanüstü termal kararlılık da gösterirler. Yüksek sıcaklıklara bozulma veya sızdırmazlık verimliliğini kaybetmeden dayanabilirler. Bu da onları, diğer sızdırmazlık malzemelerinin erken arızalanabileceği yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanım için uygun hale getirir.
Son olarak, seramik mekanik contalar, çeşitli aşındırıcı maddelere karşı direnç göstererek mükemmel kimyasal uyumluluk sunar. Bu da onları, sert kimyasallar ve agresif sıvılarla düzenli olarak çalışan endüstriler için cazip bir seçenek haline getirir.
Seramik mekanik contalar olmazsa olmazdır.bileşen contalarıEndüstriyel ekipmanlarda sıvı sızıntısını önlemek için tasarlanmıştır. Aşınma direnci, termal kararlılık ve kimyasal uyumluluk gibi benzersiz özellikleri, onları çeşitli sektörlerdeki birçok uygulama için tercih edilen bir seçenek haline getirmektedir.
| seramik fiziksel özellikleri | ||||
| Teknik parametre | birim | %95 | %99 | %99,50 |
| Yoğunluk | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Sertlik | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Gözeneklilik oranı | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Kırılma dayanımı | 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 contaların uzun bir geçmişi vardır. Grafit, karbon elementinin bir izoformudur. 1971 yılında Amerika Birleşik Devletleri, atom enerjisi vanalarındaki sızıntı sorununu çözen başarılı esnek grafit mekanik sızdırmazlık malzemesi üzerinde çalışmalar yürütmüştür. Derinlemesine işleme tabi tutulduktan sonra, esnek grafit mükemmel bir sızdırmazlık malzemesi haline gelir ve çeşitli sızdırmazlık bileşenlerine sahip karbon mekanik contalar üretilir. Bu karbon mekanik contalar, kimya, petrol, elektrik enerjisi gibi sektörlerde yüksek sıcaklık sıvı sızdırmazlığı gibi uygulamalarda kullanılır.
Esnek grafit, yüksek sıcaklıkta genleştirilmiş grafitin genişlemesiyle oluştuğu için, esnek grafitte kalan ara katman maddesinin miktarı çok azdır, ancak tamamen ortadan kalkmaz; bu nedenle ara katman maddesinin varlığı ve bileşimi, ürünün kalitesi ve performansı üzerinde büyük etkiye sahiptir.
Karbon Conta Yüzey Malzemesinin Seçimi
Orijinal mucit, oksitleyici ve ara katmanlama ajanı olarak konsantre sülfürik asit kullanmıştır. Bununla birlikte, metal bir bileşenin sızdırmazlığına uygulandıktan sonra, esnek grafitte kalan az miktarda kükürtün uzun süreli kullanımda temas eden metali aşındırdığı tespit edilmiştir. Bu noktayı göz önünde bulundurarak, bazı yerli bilim insanları, sülfürik asit yerine asetik asit ve organik asit seçen Song Kemin gibi, bunu iyileştirmeye çalışmışlardır. Nitrik asit ve asetik asit karışımından, nitrik asit yavaşça eklenerek ve sıcaklık oda sıcaklığına düşürülerek kükürtsüz genişletilmiş grafit hazırlanmıştır. Nitrik asit ve asetik asit karışımı ara katmanlama ajanı olarak kullanılarak, potasyum permanganat oksitleyici olarak kullanılarak ve asetik asit yavaşça nitrik aside eklenerek kükürtsüz genişletilmiş grafit hazırlanmıştır. Sıcaklık oda sıcaklığına düşürüldükten sonra, nitrik asit ve asetik asit karışımı hazırlanmıştır. Daha sonra bu karışıma doğal pul grafit ve potasyum permanganat eklenmiştir. Sürekli karıştırma altında, sıcaklık 30°C'dir. 40 dakika reaksiyondan sonra, su nötr hale gelene kadar yıkanır ve 50-60°C'de kurutulur; yüksek sıcaklıkta genleşme sonrası genişletilmiş grafit elde edilir. Bu yöntem, ürünün belirli bir hacim genişlemesine ulaşabilmesi koşuluyla vulkanizasyon olmadan gerçekleştirilir ve böylece sızdırmazlık malzemesinin nispeten kararlı bir yapısı elde edilir.
| Tip | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Marka | Hamile | Hamile | Emprenye Edilmiş Fenol | Antimon Karbonu(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 talaşı (yeşil silisyum karbür üretiminde eklenmesi gereken) ve benzeri malzemelerden elde edilen karborundum olarak da bilinir. Silisyum karbürün doğada nadir bulunan bir minerali de vardır: dut ağacı. Günümüzde C, N, B ve diğer oksit olmayan yüksek teknoloji refrakter hammaddelerinde silisyum karbür, en yaygın kullanılan ve ekonomik malzemelerden biridir ve altın çelik kumu veya refrakter kumu olarak adlandırılabilir. Şu anda Çin'in endüstriyel silisyum karbür üretimi, siyah silisyum karbür ve yeşil silisyum karbür olmak üzere ikiye ayrılır; her ikisi de 3,20 ~ 3,25 oranında altıgen kristaller olup, mikro sertlikleri 2840 ~ 3320 kg/m²'dir.
Silisyum karbür ürünleri, farklı uygulama ortamlarına göre birçok türe ayrılır. Genellikle mekanik uygulamalarda daha çok kullanılır. Örneğin, silisyum karbür, iyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, düşük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle silisyum karbür mekanik contalar için ideal bir malzemedir.
SiC sızdırmazlık halkaları, statik halka, hareketli halka, düz halka vb. olarak sınıflandırılabilir. SiC silikon, müşterilerin özel gereksinimlerine göre silisyum karbür döner halka, silisyum karbür sabit yuva, 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 düşük sürtünme özelliği, mekanik contalarda kullanılmasının en önemli avantajlarından biridir. Bu nedenle SIC, diğer malzemelere göre aşınmaya ve yıpranmaya daha iyi dayanır ve contanın ömrünü uzatır. Ek olarak, SIC'nin düşük sürtünmesi yağlama ihtiyacını azaltır. Yağlama eksikliği, kirlenme ve korozyon olasılığını azaltarak verimliliği ve güvenilirliği artırır.
SIC ayrıca aşınmaya karşı da yüksek direnç gösterir. Bu, sürekli kullanıma dayanabileceği ve bozulmadan veya kırılmadan çalışabileceği anlamına gelir. Bu da onu yüksek düzeyde güvenilirlik ve dayanıklılık gerektiren uygulamalar için mükemmel bir malzeme haline getirir.
Ayrıca yeniden taşlanıp parlatılabildiği için, bir conta ömrü boyunca birden fazla kez yenilenebilir. Genellikle iyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, düşük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle mekanik contalar gibi mekanik uygulamalarda daha çok kullanılır.
Mekanik salmastra yüzeylerinde kullanıldığında, silisyum karbür, 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, üretim yöntemine bağlı olarak farklı özelliklere sahip olabilir. Reaksiyonla bağlanmış 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. En sık sorun yaratan kimyasallar kostikler (ve diğer yüksek pH'lı kimyasallar) ve güçlü asitlerdir; bu nedenle reaksiyonla bağlanmış silisyum karbür bu uygulamalarda kullanılmamalıdır.
Reaksiyonla sinterlenmiş infiltrasyonluSilisyum karbür. Bu tür bir malzemede, orijinal SiC malzemesinin gözenekleri, infiltrasyon işlemi sırasında metalik silisyumun yakılmasıyla doldurulur, böylece ikincil SiC oluşur ve malzeme olağanüstü mekanik özellikler kazanarak aşınmaya dayanıklı hale gelir. Minimum büzülme özelliği sayesinde, dar toleranslara sahip büyük ve karmaşık parçaların üretiminde kullanılabilir. Bununla birlikte, silisyum içeriği maksimum çalışma sıcaklığını 1350 °C ile sınırlandırır ve kimyasal direnci de yaklaşık pH 10 ile sınırlıdır. Malzemenin agresif alkali ortamlarda kullanılması önerilmez.
SinterlenmişSilisyum karbür, önceden sıkıştırılmış çok ince silisyum karbür granülünün 2000 °C sıcaklıkta sinterlenmesiyle elde edilir; bu işlem, malzemenin taneleri arasında güçlü bağlar oluşturur.
Öncelikle kafes kalınlaşır, ardından gözeneklilik azalır ve son olarak taneler arasındaki bağlar sinterleşir. Bu işlem sırasında üründe yaklaşık %20 oranında önemli bir küçülme meydana gelir.
SSIC sızdırmazlık halkası Tüm kimyasallara karşı dayanıklıdır. Yapısında metalik silikon bulunmadığı için, mukavemetini etkilemeden 1600°C'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 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Elastik Modül (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC İçeriği (%) | ≥%85 | ≥%99 |
| Si İçeriği (%) | ≤%15 | 0.10% |
| Eğilme Dayanımı (MPa) | ≥350 | 450 |
| Basınç Dayanımı (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Isı genleşme katsayısı (1/℃) | 4,5×10⁻⁶ | 4,3×10⁻⁶ |
| Isı direnci (atmosferde) (℃) | 1300 | 1600 |
TC mekanik salmastra
Tungsten karbür (TC) malzemeler 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, pompalar, kompresörler ve karıştırıcılarda mekanik conta olarak tungsten karbür halkalar kullanılır. İyi aşınma direnci ve yüksek sertliği, yüksek sıcaklık, sürtünme ve korozyona dayanıklı parçaların imalatı için uygun hale getirir.
Kimyasal bileşimine 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 metal olmayan malzemeler gibi kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygundur.
Stellite (YT), WC, TiC ve Co'dan oluşur. Alaşıma TiC ilavesi nedeniyle aşınma direnci artar, ancak eğilme dayanımı, taşlama performansı ve ısı iletkenliği azalır. Düşük sıcaklıklarda kırılgan olması nedeniyle, yalnızca yüksek hızlı kesim gerektiren genel malzemeler için uygundur ve kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygun değildir.
Tungsten titanyum tantal (niyobyum) kobalt (YW), uygun miktarda tantal karbür veya niyobyum karbür ilavesiyle alaşıma eklenerek yüksek sıcaklık sertliği, mukavemeti ve aşınma direncini artırır. Aynı zamanda, daha iyi kapsamlı kesme performansı ile tokluk da iyileştirilir. Esas olarak sert malzemelerin kesilmesi ve aralıklı kesim için kullanılır.
Karbonize titanyum esaslı alaşım (YN), TiC, nikel ve molibden sert fazlarına sahip sert bir alaşımdır. Avantajları arasında yüksek sertlik, yapışmayı önleme yeteneği, hilal şeklinde aşınmayı önleme ve oksidasyonu önleme yeteneği bulunur. 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda bile işlenebilir. Alaşımlı çeliklerin sürekli işlenmesi ve çeliklerin sertleştirilmesi için uygundur.
| model | nikel içeriği (ağırlıkça %) | yoğunluk (g/cm²) | sertlik (HRA) | Eğilme dayanımı (≥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 dayanımı (≥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 |