Тығыздағышқа арналған материалды таңдау маңызды, себебі ол қолданудың сапасын, қызмет ету мерзімін және өнімділігін анықтауда және болашақта мәселелерді азайтуда рөл атқарады. Мұнда біз қоршаған ортаның тығыздағыш материалын таңдауға қалай әсер ететінін, сондай-ақ ең көп таралған материалдардың кейбірін және олардың қандай қолдануларға ең қолайлы екенін қарастырамыз.
Қоршаған орта факторлары
Тығыздағыштың дизайнын және материалын таңдаған кезде оның әсер ететін ортасы өте маңызды. Тығыздағыш материалдарына барлық орта үшін қажетті бірқатар негізгі қасиеттер бар, соның ішінде тұрақты тығыздағыш бетін жасау, жылуды өткізе алу, химиялық төзімділік және жақсы тозуға төзімділік.
Кейбір орталарда бұл қасиеттер басқаларына қарағанда берік болуы керек. Қоршаған ортаны ескеру кезінде ескерілуі тиіс басқа материалдық қасиеттерге қаттылық, қаттылық, термиялық кеңею, тозу және химиялық төзімділік жатады. Оларды есте ұстау сізге тығыздағыш үшін ең қолайлы материалды табуға көмектеседі.
Қоршаған орта тығыздағыштың құнына немесе сапасына басымдық беруге болатынын да анықтай алады. Абразивті және қатал орталар үшін тығыздағыштар қымбатырақ болуы мүмкін, себебі материалдар осы жағдайларға төтеп бере алатындай берік болуы керек.
Мұндай ортада жоғары сапалы тығыздағышқа ақша жұмсау уақыт өте келе өзін ақтайды, себебі бұл сапасыз тығыздағыштан туындайтын қымбат өшірулердің, жөндеулердің және тығыздағышты жаңартудың немесе ауыстырудың алдын алуға көмектеседі. Дегенмен, майлау қасиеттері бар өте таза сұйықтықпен айдау қолданбаларында жоғары сапалы мойынтіректер орнына арзан тығыздағышты сатып алуға болады.
Жалпы тығыздағыш материалдары
Көміртек
Тығыздағыш беттерде қолданылатын көміртек аморфты көміртек пен графиттің қоспасы болып табылады, әрқайсысының пайыздық мөлшері көміртектің соңғы сұрыпының физикалық қасиеттерін анықтайды. Бұл өздігінен майланатын инертті, тұрақты материал.
Ол механикалық тығыздағыштардың жұп беттерінің бірі ретінде кеңінен қолданылады, сонымен қатар құрғақ немесе аз мөлшерде майлау кезінде сегменттелген шеңберлік тығыздағыштар мен поршень сақиналары үшін танымал материал болып табылады. Бұл көміртекті/графит қоспасын басқа материалдармен сіңдіруге болады, бұл оған кеуектіліктің төмендеуі, тозу өнімділігінің жақсаруы немесе беріктіктің жоғарылауы сияқты әртүрлі сипаттамалар береді.
Термосет шайырымен сіңдірілген көміртекті тығыздағыш механикалық тығыздағыштар үшін ең көп таралған болып табылады, шайырмен сіңдірілген көміртектердің көпшілігі күшті негіздерден бастап күшті қышқылдарға дейінгі кең ауқымды химиялық заттарда жұмыс істей алады. Олар сондай-ақ жақсы үйкеліс қасиеттеріне және қысымның бұрмалануын бақылауға көмектесетін жеткілікті модульге ие. Бұл материал суда, салқындатқыштарда, отындарда, майларда, жеңіл химиялық ерітінділерде және тамақ және дәрі-дәрмектерде 260°C (500°F) дейінгі жалпы жұмысқа жарамды.
Сурьмамен сіңдірілген көміртекті тығыздағыштар сурьманың беріктігі мен модулінің арқасында сәтті болып шықты, бұл оны берік және қатты материал қажет болған кезде жоғары қысымды қолдану үшін жақсы етеді. Бұл тығыздағыштар сонымен қатар жоғары тұтқырлықтағы сұйықтықтармен немесе жеңіл көмірсутектермен қолдану кезінде көпіршіктердің пайда болуына төзімдірек, бұл оны көптеген мұнай өңдеу зауыттары үшін стандартты сорт етеді.
Көміртекті құрғақ жүріс, криогендік және вакуумдық қолдану үшін фторидтер сияқты пленка түзгіштермен немесе жоғары температурада, жоғары жылдамдықта және турбинада 800 фут/сек және шамамен 537°C (1000°F) жылдамдықта қолдану үшін фосфаттар сияқты тотығу ингибиторларымен сіңдіруге болады.
Керамика
Керамика - табиғи немесе синтетикалық қосылыстардан, көбінесе алюминий оксидінен немесе алюминий оксидінен жасалған бейорганикалық металл емес материалдар. Оның балқу температурасы жоғары, қаттылығы жоғары, тозуға төзімділігі жоғары және тотығуға төзімділігі жоғары, сондықтан ол машина жасау, химия, мұнай, фармацевтика және автомобиль сияқты салаларда кеңінен қолданылады.
Ол сондай-ақ тамаша диэлектрлік қасиеттерге ие және электр оқшаулағыштарында, тозуға төзімді компоненттерде, ұнтақтау материалдарында және жоғары температуралы компоненттерде кеңінен қолданылады. Жоғары тазалықта алюминий оксиді кейбір күшті қышқылдардан басқа көптеген технологиялық сұйықтықтарға тамаша химиялық төзімділікке ие, бұл оны көптеген механикалық тығыздағыш қолданбаларында қолдануға әкеледі. Дегенмен, алюминий оксиді термиялық соққы кезінде оңай сынуы мүмкін, бұл оны кейбір қолданбаларда қолдануды шектеді, бұл мәселе тудыруы мүмкін.
Кремний карбиді кремний диоксиді мен кокстың балқытылуы арқылы жасалады. Химиялық тұрғыдан ол керамикаға ұқсас, бірақ майлау қасиеттері жақсырақ және қаттырақ, бұл оны қатал орталар үшін жақсы берік шешім етеді.
Сондай-ақ, оны қайта жабыстыруға және жылтыратуға болады, осылайша тығыздағышты қызмет ету мерзімі ішінде бірнеше рет жаңартуға болады. Ол әдетте механикалық тұрғыдан, мысалы, механикалық тығыздағыштарда химиялық коррозияға жақсы төзімділігі, жоғары беріктігі, жоғары қаттылығы, жақсы тозуға төзімділігі, үйкеліс коэффициентінің төмендігі және жоғары температураға төзімділігі үшін көбірек қолданылады.
Механикалық тығыздағыш беттер үшін қолданылған кезде, кремний карбиді өнімділіктің жақсаруына, тығыздағыштың қызмет ету мерзімінің ұзаруына, техникалық қызмет көрсету шығындарының төмендеуіне және турбиналар, компрессорлар және центрифугалық сорғылар сияқты айналмалы жабдықтардың пайдалану шығындарының төмендеуіне әкеледі. Кремний карбиді қалай жасалғанына байланысты әртүрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Реакциямен байланысқан кремний карбиді реакция процесінде кремний карбидінің бөлшектерін бір-бірімен байланыстыру арқылы түзіледі.
Бұл процесс материалдың физикалық және термиялық қасиеттерінің көпшілігіне айтарлықтай әсер етпейді, дегенмен материалдың химиялық төзімділігін шектейді. Ең көп таралған химиялық заттар - каустикалық заттар (және басқа да жоғары рН химиялық заттар) және күшті қышқылдар, сондықтан реакциямен байланысқан кремний карбидін бұл қолданбалармен қолдануға болмайды.
Өздігінен күйдірілетін кремний карбиді кремний карбиді бөлшектерін 2000°C-тан жоғары температурада инертті ортада оксидсіз күйдіргіш құралдарды пайдаланып тікелей біріктіру арқылы жасалады. Екінші реттік материалдың (мысалы, кремний) болмауына байланысты тікелей күйдірілетін материал центрифугалық сорғыда байқалуы мүмкін кез келген сұйықтық пен процесс жағдайына химиялық тұрғыдан төзімді.
Вольфрам карбиді кремний карбиді сияқты өте әмбебап материал болып табылады, бірақ ол жоғары қысымды қолдануға ыңғайлы, себебі оның икемділігі жоғары, бұл оның аздап майысуына және бетінің бұрмалануына жол бермейді. Кремний карбиді сияқты, оны қайта тегістеуге және жылтыратуға болады.
Вольфрам карбидтері көбінесе цементтелген карбидтер түрінде жасалады, сондықтан вольфрам карбидін өзіне байланыстыруға әрекет жасалмайды. Вольфрам карбидінің бөлшектерін бір-бірімен байланыстыру немесе цементтеу үшін екінші реттік металл қосылады, нәтижесінде вольфрам карбиді мен металл байланыстырушының біріктірілген қасиеттеріне ие материал алынады.
Бұл тек вольфрам карбидімен салыстырғанда мүмкін болатын беріктік пен соққыға төзімділікті арттыру арқылы артықшылыққа ие болды. Цементтелген вольфрам карбидінің кемшіліктерінің бірі - оның жоғары тығыздығы. Бұрын кобальтпен байланысқан вольфрам карбиді қолданылған, бірақ ол біртіндеп никельмен байланысқан вольфрам карбидімен алмастырылды, себебі ол өнеркәсіп үшін қажетті химиялық үйлесімділік диапазонына ие емес.
Никельмен байланысқан вольфрам карбиді жоғары беріктік пен жоғары төзімділік қасиеттері қажет болатын тығыздағыш беттер үшін кеңінен қолданылады және оның жақсы химиялық үйлесімділігі бар, әдетте бос никельмен шектеледі.
GFPTFE
GFPTFE жақсы химиялық төзімділікке ие, ал қосылған әйнек тығыздағыш беттердің үйкелісін азайтады. Ол салыстырмалы түрде таза қолдану үшін өте қолайлы және басқа материалдарға қарағанда арзанырақ. Тығыздағышты талаптар мен қоршаған ортаға жақсырақ сәйкестендіру үшін, оның жалпы өнімділігін жақсарту үшін қосымша нұсқалар бар.
Буна
Buna (нитрилді каучук деп те аталады) - сақиналарға, герметиктерге және қалыпталған өнімдерге арналған үнемді эластомер. Ол механикалық қасиеттерімен танымал және мұнай негізіндегі, мұнай-химиялық және химиялық қолданыстарда жақсы жұмыс істейді. Сондай-ақ, икемсіздігіне байланысты шикі мұнай, су, әртүрлі спирт, силикон майы және гидравликалық сұйықтық қолданыстары үшін кеңінен қолданылады.
Buna синтетикалық каучук сополимері болғандықтан, ол металл адгезиясын және тозуға төзімді материалды қажет ететін қолданбаларда жақсы жұмыс істейді, және бұл химиялық фон оны герметик қолданбалары үшін де өте қолайлы етеді. Сонымен қатар, ол қышқыл мен сілтіге төзімділігі төмен болғандықтан, төмен температураға төтеп бере алады.
Буна жоғары температура, ауа райы, күн сәулесі және буға төзімділік сияқты экстремалды факторлармен қолданылуы шектеулі және құрамында қышқылдар мен пероксидтер бар таза жерде (CIP) зарарсыздандырғыш заттармен қолдануға жарамайды.
EPDM
EPDM - автомобиль, құрылыс және механикалық қолданыстарда тығыздағыштар мен сақиналар, түтіктер мен шайбалар үшін жиі қолданылатын синтетикалық каучук. Ол Buna-ға қарағанда қымбатырақ, бірақ ұзақ уақытқа созылатын жоғары созылу беріктігінің арқасында әртүрлі термиялық, ауа райы және механикалық қасиеттерге төтеп бере алады. Ол әмбебап және су, хлор, ағартқыш және басқа да сілтілі материалдарды қамтитын қолданыстар үшін өте қолайлы.
Серпімді және жабысқақ қасиеттеріне байланысты, созылғаннан кейін, EPDM температураға қарамастан бастапқы пішініне оралады. EPDM мұнай майы, сұйықтықтар, хлорланған көмірсутек немесе көмірсутек еріткіштерін қолдану үшін ұсынылмайды.
Витон
Viton - ұзақ уақытқа шыдайтын, жоғары өнімді, фторланған, көмірсутекті резеңке өнімі, ол көбінесе O-сақиналар мен тығыздағыштарда қолданылады. Ол басқа резеңке материалдарына қарағанда қымбатырақ, бірақ ең қиын және талапшыл тығыздау қажеттіліктері үшін ең қолайлы нұсқа болып табылады.
Алифатты және хош иісті көмірсутектер, галогенденген сұйықтықтар және күшті қышқыл материалдар сияқты материалдарды қоса алғанда, озонға, тотығуға және экстремалды ауа райы жағдайларына төзімді, ол ең берік фторэластомерлердің бірі болып табылады.
Тығыздау үшін дұрыс материалды таңдау қолданудың сәттілігі үшін маңызды. Көптеген тығыздау материалдары ұқсас болғанымен, әрқайсысы кез келген нақты қажеттілікті қанағаттандыру үшін әртүрлі мақсаттарға қызмет етеді.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 12 шілде