Contanız için malzeme seçimi önemlidir çünkü bir uygulamanın kalitesini, kullanım ömrünü ve performansını belirlemede ve gelecekteki sorunları azaltmada rol oynayacaktır. Burada, çevrenin conta malzemesi seçimini nasıl etkileyeceğini, en yaygın malzemelerden bazılarını ve hangi uygulamalara en uygun olduklarını inceleyeceğiz.
Çevresel faktörler
Bir contanın maruz kalacağı ortam, tasarım ve malzeme seçiminde kritik öneme sahiptir. Conta malzemelerinin tüm ortamlar için ihtiyaç duyduğu bir dizi temel özellik vardır; bunlar arasında stabil bir conta yüzeyi oluşturma, ısıyı iletme, kimyasallara dayanıklılık ve iyi aşınma direnci yer alır.
Bazı ortamlarda, bu özelliklerin diğerlerinden daha güçlü olması gerekecektir. Ortamı değerlendirirken dikkate alınması gereken diğer malzeme özellikleri arasında sertlik, sağlamlık, ısıl genleşme, aşınma ve kimyasal direnç bulunur. Bunları aklınızda bulundurmak, contanız için ideal malzemeyi bulmanıza yardımcı olacaktır.
Çevre, contanın maliyetinin mi yoksa kalitesinin mi öncelikli olacağını da belirleyebilir. Aşındırıcı ve zorlu ortamlarda, contalar, malzemelerin bu koşullara dayanacak kadar güçlü olması gerektiğinden daha pahalı olabilir.
Bu tür ortamlar için, yüksek kaliteli bir contaya harcanan para, daha düşük kaliteli bir contanın yol açacağı maliyetli arızaları, onarımları, yenileme veya conta değişimini önlemeye yardımcı olacağından, zamanla kendini amorti edecektir. Ancak, yağlama özelliğine sahip çok temiz sıvıların kullanıldığı pompalama uygulamalarında, daha kaliteli rulmanlar yerine daha ucuz bir conta satın alınabilir.
Yaygın conta malzemeleri
Karbon
Conta yüzeylerinde kullanılan karbon, amorf karbon ve grafit karışımıdır ve her birinin yüzdesi, nihai karbon sınıfının fiziksel özelliklerini belirler. Kendi kendini yağlayabilen, inert ve kararlı bir malzemedir.
Mekanik salmastralarda uç yüzey çiftlerinden biri olarak yaygın olarak kullanılır ve aynı zamanda kuru veya az miktarda yağlama gerektiren segmentli çevresel salmastralar ve piston segmanları için de popüler bir malzemedir. Bu karbon/grafit karışımı, gözenekliliği azaltma, aşınma performansını iyileştirme veya mukavemeti artırma gibi farklı özellikler kazandırmak için başka malzemelerle de emdirilebilir.
Termoset reçine emdirilmiş karbon conta, mekanik contalar için en yaygın kullanılan conta türüdür ve reçine emdirilmiş karbonların çoğu, güçlü bazlardan güçlü asitlere kadar çok çeşitli kimyasallarda çalışabilir. Ayrıca, iyi sürtünme özelliklerine ve basınç bozulmalarını kontrol etmeye yardımcı olacak yeterli bir modüle sahiptirler. Bu malzeme, 260°C (500°F) sıcaklığa kadar su, soğutma sıvıları, yakıtlar, yağlar, hafif kimyasal çözeltiler ve gıda ve ilaç uygulamalarında genel kullanıma uygundur.
Antimon emdirilmiş karbon contalar, antimonun mukavemeti ve modülü sayesinde başarılı olduklarını kanıtlamış olup, daha güçlü ve daha sert bir malzemeye ihtiyaç duyulan yüksek basınçlı uygulamalar için idealdir. Bu contalar ayrıca, yüksek viskoziteli sıvılar veya hafif hidrokarbonlar içeren uygulamalarda kabarcıklanmaya karşı daha dirençlidir ve bu da onu birçok rafineri uygulaması için standart kalite haline getirir.
Karbon ayrıca kuru çalışma, kriyojenik ve vakum uygulamaları için florürler gibi film oluşturucularla veya 800 ft/sn ve yaklaşık 537°C (1.000°F) sıcaklığa kadar yüksek sıcaklık, yüksek hız ve türbin uygulamaları için fosfatlar gibi oksidasyon inhibitörleriyle emprenye edilebilir.
Seramik
Seramikler, doğal veya sentetik bileşiklerden, çoğunlukla alümina oksit veya alüminadan yapılan inorganik metal olmayan malzemelerdir. Yüksek erime noktasına, yüksek sertliğe, yüksek aşınma ve oksidasyon direncine sahip olduğundan makine, kimya, petrol, ilaç ve otomotiv gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.
Aynı zamanda mükemmel dielektrik özelliklere sahiptir ve elektrik yalıtkanları, aşınmaya dayanıklı bileşenler, taşlama malzemeleri ve yüksek sıcaklık bileşenleri için yaygın olarak kullanılır. Yüksek saflıkta alüminyum, bazı güçlü asitler dışında çoğu proses sıvısına karşı mükemmel kimyasal dirence sahiptir ve bu da onu birçok mekanik salmastra uygulamasında kullanılmasını sağlar. Ancak alüminyum, termal şok altında kolayca kırılabildiğinden, bu durum bazı uygulamalarda kullanımını kısıtlamıştır.
Silisyum karbür, silika ve kok kömürünün eritilmesiyle elde edilir. Kimyasal olarak seramiğe benzer, ancak daha iyi yağlama özelliklerine sahiptir ve daha serttir, bu da onu zorlu ortamlar için iyi bir dayanıklı çözüm haline getirir.
Ayrıca, conta ömrü boyunca defalarca yenilenebilmesi için tekrar cilalanıp parlatılabilir. Genellikle mekanik amaçlarla, örneğin iyi kimyasal korozyon direnci, yüksek mukavemeti, yüksek sertliği, iyi aşınma direnci, düşük sürtünme katsayısı ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle mekanik contalarda kullanılır.
Silisyum karbür, mekanik salmastra yüzeylerinde kullanıldığında, türbinler, kompresörler ve santrifüj pompalar gibi döner ekipmanlarda gelişmiş 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. Reaksiyon bağlı silisyum karbür, silisyum karbür parçacıklarının bir reaksiyon sürecinde birbirine bağlanmasıyla oluşur.
Bu işlem, malzemenin fiziksel ve termal özelliklerinin çoğunu önemli ölçüde etkilemese de, kimyasal direncini sınırlar. En sık karşılaşılan sorunlardan biri kostikler (ve diğer yüksek pH'lı kimyasallar) ve güçlü asitlerdir; bu nedenle reaksiyonla bağlanmış silisyum karbür bu uygulamalarda kullanılmamalıdır.
Kendiliğinden sinterlenen silisyum karbür, silisyum karbür parçacıklarının, 2.000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, inert bir ortamda, oksit olmayan sinterleme yardımcıları kullanılarak doğrudan birlikte sinterlenmesiyle üretilir. İkincil bir malzeme (silisyum gibi) içermemesi nedeniyle, doğrudan sinterlenen malzeme, santrifüjlü bir pompada karşılaşılması muhtemel hemen hemen her türlü sıvı ve işlem koşuluna kimyasal olarak dirençlidir.
Tungsten karbür, silisyum karbür gibi oldukça çok yönlü bir malzemedir, ancak daha yüksek elastikiyete sahip olduğundan ve çok hafif esneyip yüzey bozulmasını önlediğinden yüksek basınçlı uygulamalar için daha uygundur. Silisyum karbür gibi, tekrar taşlanabilir ve cilalanabilir.
Tungsten karbürler çoğunlukla semente karbür olarak üretilir, bu nedenle tungsten karbürün kendisine bağlanması söz konusu değildir. Tungsten karbür parçacıklarını birbirine bağlamak veya çimentolamak için ikincil bir metal eklenir ve böylece hem tungsten karbürün hem de metal bağlayıcının özelliklerini birleştiren bir malzeme elde edilir.
Bu özellik, tek başına tungsten karbürle mümkün olandan daha fazla tokluk ve darbe dayanımı sağlayarak avantaj sağlamıştır. Sementli tungsten karbürün zayıf yönlerinden biri yüksek yoğunluğudur. Geçmişte kobalt bağlı tungsten karbür kullanılmış, ancak endüstri için gerekli kimyasal uyumluluk aralığından yoksun olması nedeniyle yerini yavaş yavaş nikel bağlı tungsten karbüre bırakmıştır.
Nikel bağlı tungsten karbür, yüksek mukavemet ve yüksek tokluk özelliklerinin istendiği conta yüzeylerinde yaygın olarak kullanılır ve genellikle serbest nikel ile sınırlı olan iyi kimyasal uyumluluğa sahiptir.
GFPTFE
GFPTFE iyi kimyasal dirence sahiptir ve eklenen cam, sızdırmazlık yüzeylerinin sürtünmesini azaltır. Nispeten temiz uygulamalar için idealdir ve diğer malzemelerden daha ucuzdur. Contayı gereksinimlere ve ortama daha iyi uyum sağlayacak ve genel performansını artıracak alt versiyonları mevcuttur.
Buna
Buna (nitril kauçuk olarak da bilinir), O-ringler, sızdırmazlık malzemeleri ve kalıplanmış ürünler için uygun maliyetli bir elastomerdir. Mekanik performansıyla bilinir ve petrol bazlı, petrokimya ve kimyasal uygulamalarda iyi performans gösterir. Esnek olmaması nedeniyle ham petrol, su, çeşitli alkol, silikon gres ve hidrolik sıvı uygulamalarında da yaygın olarak kullanılır.
Sentetik bir kauçuk kopolimeri olduğundan, metal yapışması ve aşınmaya dayanıklı malzeme gerektiren uygulamalarda iyi performans gösterir ve bu kimyasal yapısı onu sızdırmazlık uygulamaları için de ideal kılar. Ayrıca, düşük asit ve hafif alkali direncine sahip olacak şekilde tasarlandığı için düşük sıcaklıklara da dayanabilir.
Buna, yüksek sıcaklıklar, hava koşulları, güneş ışığı ve buhar direnci uygulamaları gibi aşırı etkenlerin olduğu uygulamalarda sınırlıdır ve asit ve peroksit içeren yerinde temizleme (CIP) dezenfektanlarıyla uyumlu değildir.
EPDM
EPDM, otomotiv, inşaat ve mekanik uygulamalarda contalar, O-ringler, borular ve rondelalar için yaygın olarak kullanılan sentetik bir kauçuktur. Buna'dan daha pahalıdır, ancak uzun ömürlü yüksek çekme mukavemeti sayesinde çeşitli termal, hava ve mekanik özelliklere dayanabilir. Çok yönlüdür ve su, klor, çamaşır suyu ve diğer alkali malzemeleri içeren uygulamalar için idealdir.
EPDM, elastik ve yapışkan özelliğinden dolayı, gerildiğinde sıcaklıktan bağımsız olarak orijinal şekline geri döner. EPDM, petrol yağı, sıvılar, klorlu hidrokarbon veya hidrokarbon çözücü uygulamaları için önerilmez.
Viton
Viton, en yaygın olarak O-Ring ve contalarda kullanılan, uzun ömürlü, yüksek performanslı, florlu bir hidrokarbon kauçuk ürünüdür. Diğer kauçuk malzemelere göre daha pahalıdır, ancak en zorlu ve zorlu sızdırmazlık ihtiyaçları için tercih edilen seçenektir.
Alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, halojenli akışkanlar ve güçlü asit malzemeleri gibi malzemeler de dahil olmak üzere ozona, oksidasyona ve aşırı hava koşullarına dayanıklı olan bu malzeme, daha sağlam floroelastomerlerden biridir.
Bir uygulamanın başarısı için doğru sızdırmazlık malzemesini seçmek önemlidir. Birçok sızdırmazlık malzemesi benzer olsa da, her biri belirli bir ihtiyacı karşılamak için çeşitli amaçlara hizmet eder.
Gönderi zamanı: 12 Temmuz 2023