Contanız için malzeme seçimi önemlidir çünkü bir uygulamanın kalitesini, kullanım ömrünü ve performansını belirlemede ve gelecekte sorunları azaltmada rol oynayacaktır. Burada, çevrenin conta malzemesi seçimini nasıl etkileyeceğini, ayrıca en yaygın malzemelerden bazılarını ve hangi uygulamalara en uygun olduklarını inceleyeceğiz.
Çevresel faktörler
Bir contanın maruz kalacağı ortam, tasarım ve malzemeyi seçerken çok önemlidir. Conta malzemelerinin tüm ortamlar için ihtiyaç duyduğu bir dizi temel özellik vardır; bunlar arasında kararlı bir conta yüzeyi oluşturma, ısıyı iletme, kimyasal olarak dayanıklı olma 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, sertlik, termal genleşme, aşınma ve kimyasal direnç bulunur. Bunları aklınızda bulundurmak, contanız için ideal malzemeyi bulmanıza yardımcı olacaktır.
Çevre ayrıca contanın maliyetinin veya kalitesinin önceliklendirilip önceliklendirilemeyeceğini de belirleyebilir. Aşındırıcı ve sert ortamlar için, contalar bu koşullara dayanacak kadar güçlü olması gereken malzemeler nedeniyle daha pahalı olabilir.
Bu tür ortamlar için, yüksek kaliteli bir contaya para harcamak, daha düşük kaliteli bir contanın neden olacağı maliyetli kapatmaları, onarımları ve conta yenileme veya değiştirme işlemlerini önlemeye yardımcı olacağından zamanla kendini amorti edecektir. Ancak, yağlama özelliklerine sahip çok temiz sıvı içeren pompalama uygulamalarında, daha yüksek kaliteli yataklar lehine daha ucuz bir conta satın alınabilir.
Yaygın conta malzemeleri
Karbon
Conta yüzeylerinde kullanılan karbon, her birinin yüzdesinin karbonun nihai sınıfındaki fiziksel özellikleri belirlediği amorf karbon ve grafitin bir karışımıdır. Kendi kendini yağlayabilen inert, kararlı bir malzemedir.
Mekanik contalarda uç yüzey çiftlerinden biri olarak yaygın olarak kullanılır ve ayrıca kuru veya az miktarda yağlama altında segmentli çevresel contalar ve piston segmanları için popüler bir malzemedir. Bu karbon/grafit karışımı, azaltılmış gözeneklilik, iyileştirilmiş aşınma performansı veya iyileştirilmiş mukavemet gibi farklı özellikler kazandırmak için diğer malzemelerle de emprenye edilebilir.
Termoset reçine emdirilmiş karbon conta, mekanik contalar için en yaygın olanıdır ve reçine emdirilmiş karbonların çoğu güçlü bazlardan güçlü asitlere kadar çok çeşitli kimyasallarda çalışabilir. Ayrıca iyi sürtünme özelliklerine ve basınç bozulmalarını kontrol etmeye yardımcı olmak için yeterli bir modüle sahiptirler. Bu malzeme, su, soğutucular, yakıtlar, yağlar, hafif kimyasal çözeltiler ve gıda ve ilaç uygulamalarında 260°C'ye (500°F) kadar genel kullanıma uygundur.
Antimon emdirilmiş karbon contalar, antimonun gücü ve modülü nedeniyle başarılı olduklarını kanıtlamıştır ve bu da daha güçlü ve daha sert bir malzemeye ihtiyaç duyulduğunda yüksek basınç uygulamaları için iyi olmasını sağlar. Bu contalar ayrıca yüksek viskoziteli sıvılar veya hafif hidrokarbonlar içeren uygulamalarda kabarcıklanmaya karşı daha dirençlidir ve bu da onu birçok rafineri uygulaması için standart sınıf haline getirir.
Karbon, kuru çalışma, kriyojenik ve vakum uygulamaları için florürler gibi film oluşturucularla veya yüksek sıcaklık, yüksek hız ve türbin uygulamaları için 800 ft/sn ve yaklaşık 537 °C (1.000 °F) için fosfatlar gibi oksidasyon inhibitörleriyle de emdirilebilir.
Seramik
Seramikler, doğal veya sentetik bileşiklerden, en yaygın olarak alümina oksit veya alüminadan yapılan inorganik metalik olmayan malzemelerdir. Yüksek erime noktasına, yüksek sertliğe, yüksek aşınma direncine ve oksidasyon direncine sahiptir, bu nedenle makine, kimyasallar, petrol, ilaç ve otomobil gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.
Ayrıca mükemmel dielektrik özelliklere sahiptir ve genellikle elektrik yalıtkanları, aşınmaya dayanıklı bileşenler, taşlama ortamları ve yüksek sıcaklık bileşenleri için kullanılır. Yüksek saflıkta, alümina bazı güçlü asitler dışında çoğu işlem sıvısına karşı mükemmel kimyasal dirence sahiptir ve bu da birçok mekanik conta uygulamasında kullanılmasına yol açar. Ancak, alümina termal şok altında kolayca kırılabilir ve bu da bunun bir sorun olabileceği bazı uygulamalarda kullanımını kısıtlamıştır.
Silisyum karbür, silika ve kok kömürünün birleştirilmesiyle yapılır. 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, 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. Reaksiyonla bağlanmış 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.
Kendiliğinden sinterlenmiş silisyum karbür, 2.000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda inert bir ortamda oksit olmayan sinterleme yardımcıları kullanılarak silisyum karbür parçacıklarının doğrudan birlikte sinterlenmesiyle yapılır. İkincil bir malzemenin (silisyum gibi) olmaması nedeniyle, doğrudan sinterlenmiş malzeme, santrifüjlü bir pompada görülmesi 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 yüz bozulmasını önleyebildiğinden yüksek basınç uygulamalarına daha uygundur. Silisyum karbür gibi, tekrar taşlanabilir ve cilalanabilir.
Tungsten karbürler çoğunlukla çimentolu karbürler olarak üretilir, bu nedenle tungsten karbürü kendisine bağlama girişimi yoktur. Tungsten karbür parçacıklarını birbirine bağlamak veya çimentolamak için ikincil bir metal eklenir ve bu da hem tungsten karbürün hem de metal bağlayıcının birleşik özelliklerine sahip bir malzemeyle sonuçlanır.
Bu, tungsten karbür ile tek başına mümkün olandan daha fazla tokluk ve darbe mukavemeti sağlayarak bir avantaj olarak kullanılmıştır. Çimentolu tungsten karbürün zayıflıklarından biri yüksek yoğunluğudur. Geçmişte kobalt bağlı tungsten karbür kullanılmış olsa da, endüstri için gerekli kimyasal uyumluluk aralığından yoksun olması nedeniyle kademeli olarak nikel bağlı tungsten karbür ile değiştirilmiştir.
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. Sızdırmazlığı gereksinimlere ve ortama daha iyi uydurmak ve genel performansını iyileştirmek için alt varyantlar mevcuttur.
Buna
Buna (ayrıca nitril kauçuk olarak da bilinir) O-ringler, sızdırmazlık malzemeleri ve kalıplanmış ürünler için uygun maliyetli bir elastomerdir. Mekanik performansıyla iyi bilinir ve yağ 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.
Buna sentetik bir kauçuk kopolimeri olduğundan, metal yapışması ve aşınmaya dayanıklı malzeme gerektiren uygulamalarda iyi performans gösterir ve bu kimyasal arka plan onu sızdırmazlık uygulamaları için de ideal hale getirir. Ayrıca, zayıf asit ve hafif alkali direnciyle tasarlandığı için düşük sıcaklıklara dayanabilir.
Buna, yüksek sıcaklık, 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 ve O-ringler, borular ve rondelalar için yaygın olarak kullanılan sentetik bir kauçuktur. Buna'dan daha pahalıdır, ancak uzun ömürlü yüksek çekme mukavemeti nedeniyle çeşitli termal, hava ve mekanik özelliklere dayanabilir. Çok yönlüdür ve su, klor, ağartıcı ve diğer alkalin malzemeleri içeren uygulamalar için idealdir.
Elastik ve yapışkan özelliklerinden dolayı, EPDM gerildiğinde, sıcaklıktan bağımsız olarak orijinal şekline geri döner. EPDM, petrol yağı, sıvılar, klorlu hidrokarbon veya hidrokarbon çözücü uygulamaları için önerilmez.
Viton
Viton, O-Ringlerde ve contalarda en yaygın olarak kullanılan uzun ömürlü, yüksek performanslı, florlu, hidrokarbon kauçuk ürünüdür. Diğer kauçuk malzemelerden daha pahalıdır ancak en zorlu ve talepkar sızdırmazlık ihtiyaçları için tercih edilen seçenektir.
Alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, halojenli akışkanlar ve güçlü asitli malzemeler gibi malzemeler de dahil olmak üzere ozona, oksidasyona ve aşırı hava koşullarına dayanıklı, daha sağlam floroelastomerlerden biridir.
Bir uygulamanın başarısı için sızdırmazlık için doğru malzemeyi seçmek önemlidir. Birçok sızdırmazlık malzemesi benzer olsa da, her biri belirli bir ihtiyacı karşılamak için çeşitli amaçlara hizmet eder.
Gönderi zamanı: 12-Tem-2023