Elekti la materialon por via sigelo estas grava, ĉar ĝi ludos rolon en determinado de la kvalito, vivdaŭro kaj rendimento de apliko, kaj reduktos problemojn en la estonteco. Ĉi tie, ni rigardas kiel la medio influos la elekton de sigelmaterialoj, same kiel kelkajn el la plej oftaj materialoj kaj por kiuj aplikoj ili plej taŭgas.
Mediaj faktoroj
La medio, al kiu sigelo estos eksponita, estas decida dum elektado de la dezajno kaj materialo. Ekzistas kelkaj ŝlosilaj ecoj, kiujn sigelmaterialoj bezonas por ĉiuj medioj, inkluzive de kreado de stabila sigelfaco, kapabla kondukti varmon, kemie rezistema kaj bona eluziĝrezisto.
En iuj medioj, ĉi tiuj ecoj devos esti pli fortaj ol en aliaj. Aliaj materialaj ecoj, kiujn oni devas konsideri dum konsidero de la medio, inkluzivas malmolecon, rigidecon, termikan ekspansion, eluziĝon kaj kemian reziston. Memori ĉi tiujn helpos vin trovi la idealan materialon por via sigelo.
La ĉirkaŭaĵo ankaŭ povas determini ĉu la kosto aŭ la kvalito de la sigelo povas esti prioritatitaj. Por abraziaj kaj severaj medioj, sigeloj povas esti pli multekostaj pro tio, ke la materialoj devas esti sufiĉe fortaj por elteni ĉi tiujn kondiĉojn.
Por tiaj medioj, elspezi monon por altkvalita sigelo repagos sin laŭlonge de la tempo, ĉar ĝi helpos eviti la multekostajn haltigojn, riparojn kaj renovigon aŭ anstataŭigon de la sigelo, kiujn rezultigos malpli altkvalita sigelo. Tamen, en pumpaj aplikoj kun tre pura fluido kun lubrikaj ecoj, oni povus aĉeti pli malmultekostan sigelon favore al pli altkvalitaj lagroj.
Oftaj sigelmaterialoj
Karbono
Karbono uzata en sigelsurfacoj estas miksaĵo de amorfa karbono kaj grafito, kaj la procentoj de ĉiu determinas la fizikajn ecojn de la fina grado de karbono. Ĝi estas inerta, stabila materialo, kiu povas esti memlubrika.
Ĝi estas vaste uzata kiel unu el la paro da finaj surfacoj en mekanikaj sigeloj, kaj ĝi ankaŭ estas populara materialo por segmentitaj ĉirkaŭaj sigeloj kaj piŝtringoj sub seka aŭ malgrandaj kvantoj da lubrikado. Ĉi tiu karbono/grafita miksaĵo ankaŭ povas esti impregnita per aliaj materialoj por doni al ĝi malsamajn karakterizaĵojn kiel reduktita poreco, plibonigita eluziĝa rendimento aŭ plibonigita forto.
Karbona sigelo impregnita per termohardita rezino estas la plej ofta por mekanikaj sigeloj, kaj plej multaj rezino-impregnitaj karbonoj kapablas funkcii en vasta gamo da kemiaĵoj, de fortaj bazoj ĝis fortaj acidoj. Ili ankaŭ havas bonajn frikciajn ecojn kaj adekvatan modulon por helpi kontroli premmisprezentojn. Ĉi tiu materialo taŭgas por ĝenerala uzo ĝis 260 °C (500 °F) en akvo, fridigaĵoj, fueloj, oleoj, malpezaj kemiaj solvaĵoj, kaj nutraĵaj kaj medikamentaj aplikoj.
Karbonaj sigeloj impregnitaj per antimono ankaŭ pruviĝis sukcesaj pro la forto kaj modulo de antimono, kio taŭgas por altpremaj aplikoj kiam necesas pli forta kaj rigida materialo. Ĉi tiuj sigeloj ankaŭ estas pli rezistemaj al veziketoj en aplikoj kun altviskozecaj fluidoj aŭ malpezaj hidrokarbidoj, kio igas ilin la norma grado por multaj rafinejaj aplikoj.
Karbono ankaŭ povas esti impregnita per filmoformiloj kiel fluoridoj por seka funkciado, kriogeniko kaj vakuaj aplikoj, aŭ oksidiĝaj inhibiciiloj kiel fosfatoj por altaj temperaturoj, altaj rapidecoj kaj turbinaplikoj ĝis 800 futoj/sekundo kaj ĉirkaŭ 537 °C (1 000 °F).
Ceramika
Ceramikoj estas neorganikaj nemetalaj materialoj faritaj el naturaj aŭ sintezaj kombinaĵoj, plej ofte alumino-oksido aŭ alumino. Ili havas altan fandopunkton, altan malmolecon, altan reziston al eluziĝo kaj oksidiĝo, do ili estas vaste uzataj en industrioj kiel maŝinaro, kemiaĵoj, nafto, farmacio kaj aŭtomobiloj.
Ĝi ankaŭ havas bonegajn dielektrikajn ecojn kaj estas ofte uzata por elektraj izoliloj, eluziĝrezistaj komponantoj, muelmaterialoj kaj alttemperaturaj komponantoj. Ĉe altaj purecoj, alumino-tero havas bonegan kemian reziston al plej multaj procesfluidoj krom kelkaj fortaj acidoj, kio kondukas al ĝia uzo en multaj mekanikaj sigelaj aplikoj. Tamen, alumino-tero povas facile rompiĝi sub termika ŝoko, kio limigis ĝian uzon en iuj aplikoj kie tio povus esti problemo.
Silicia karbido estas farita per kunfandado de silicia oksido kaj kolao. Ĝi estas kemie simila al ceramiko, sed havas pli bonajn lubrikajn kvalitojn kaj estas pli malmola, igante ĝin bona rezistema solvo por severaj medioj.
Ĝi ankaŭ povas esti re-lapinta kaj polurita, tiel ke sigelo povas esti riparita plurfoje dum sia vivdaŭro. Ĝi estas ĝenerale uzata pli meĥanike, ekzemple en mekanikaj sigeloj pro sia bona kemia korodrezisto, alta forto, alta malmoleco, bona eluziĝrezisto, malgranda frikciokoeficiento kaj alta temperaturrezisto.
Kiam uzata por mekanikaj sigelsurfacoj, siliciokarbido rezultas en plibonigita rendimento, plilongigita sigelvivo, pli malaltaj bontenadokostoj kaj pli malaltaj funkciaj kostoj por rotaciantaj ekipaĵoj kiel turbinoj, kompresoroj kaj centrifugaj pumpiloj. Siliciokarbido povas havi malsamajn ecojn depende de kiel ĝi estis fabrikita. Reakci-ligita siliciokarbido estas formita per ligado de siliciokarbidaj partikloj unu al la alia en reakcia procezo.
Ĉi tiu procezo ne signife influas la plej multajn el la fizikaj kaj termikaj ecoj de la materialo, tamen ĝi limigas la kemian reziston de la materialo. La plej oftaj kemiaĵoj, kiuj estas problemo, estas kaŭstikaĵoj (kaj aliaj kemiaĵoj kun alta pH) kaj fortaj acidoj, kaj tial reakci-ligita siliciokarbido ne devus esti uzata kun ĉi tiuj aplikoj.
Memsintrita silicia karbido estas farita per rekta sintrado de siliciaj karbidaj partikloj uzante ne-oksidajn sintrigajn helpaĵojn en inerta medio je temperaturoj super 2,000 °C. Pro la manko de sekundara materialo (kiel ekzemple silicio), la rekte sintrita materialo estas kemie rezistema al preskaŭ ajna fluido kaj procezkondiĉo verŝajne vidata en centrifuga pumpilo.
Volframa karbido estas tre multflanka materialo kiel silicia karbido, sed ĝi pli taŭgas por altpremaj aplikoj, ĉar ĝi havas pli altan elastecon, kiu permesas al ĝi fleksiĝi tre iomete kaj malhelpi surfacan misformiĝon. Kiel silicia karbido, ĝi povas esti re-lapinta kaj polurita.
Volframaj karbidoj plej ofte estas fabrikataj kiel cementitaj karbidoj, do ne estas provo kunligi volframan karbidon al si mem. Sekundara metalo estas aldonita por kunligi aŭ cementi la volframajn karbidajn partiklojn, rezultante en materialo kiu havas la kombinitajn ecojn de kaj volframa karbido kaj la metala ligilo.
Ĉi tio estis uzata avantaĝe per provizado de pli granda dureco kaj fraprezisto ol eblas per nur volframa karbido. Unu el la malfortoj de cementita volframa karbido estas ĝia alta denseco. En la pasinteco, oni uzis kobalt-ligita volframa karbido, tamen ĝi iom post iom estis anstataŭigita per nikel-ligita volframa karbido pro tio, ke ĝi ne havas la gamon de kemia kongrueco bezonata por la industrio.
Nikel-ligita volframa karbido estas vaste uzata por sigelsurfacoj kie oni deziras altan forton kaj altajn fortecon, kaj ĝi havas bonan kemian kongruecon ĝenerale limigitan de la libera nikelo.
GFPTFE
GFPTFE havas bonan kemian reziston, kaj la aldonita vitro reduktas la frotadon de la sigelaj surfacoj. Ĝi estas ideala por relative puraj aplikoj kaj estas pli malmultekosta ol aliaj materialoj. Ekzistas subvariaĵoj haveblaj por pli bone adapti la sigelon al la postuloj kaj medio, plibonigante ĝian ĝeneralan rendimenton.
Buna
Buna (ankaŭ konata kiel nitrila kaŭĉuko) estas kostefika elastomero por O-ringoj, sigelaĵoj kaj mulditaj produktoj. Ĝi estas bone konata pro sia mekanika agado kaj funkcias bone en olebazitaj, petrolkemiaj kaj kemiaj aplikoj. Ĝi ankaŭ estas vaste uzata por aplikoj de kruda nafto, akvo, diversaj alkoholoj, silikona graso kaj hidraŭlikaj fluidoj pro sia rigideco.
Ĉar Buna estas sinteza kaŭĉuka kopolimero, ĝi bone funkcias en aplikoj postulantaj metalan adheron kaj abrazio-rezistan materialon, kaj ĉi tiu kemia fono ankaŭ igas ĝin ideala por sigelaĵaj aplikoj. Krome, ĝi povas elteni malaltajn temperaturojn, ĉar ĝi estas desegnita kun malbona rezisto al acidoj kaj mildaj alkaloj.
Buna estas limigita en aplikoj kun ekstremaj faktoroj kiel altaj temperaturoj, vetero, sunlumo kaj vaporrezistaj aplikoj, kaj ne taŭgas kun surlokaj (CIP) steriligaj agentoj enhavantaj acidojn kaj peroksidojn.
EPDM
EPDM estas sinteza kaŭĉuko ofte uzata en aŭtomobilaj, konstruaj kaj mekanikaj aplikoj por sigeloj kaj O-ringoj, tuboj kaj laviloj. Ĝi estas pli multekosta ol Buna, sed povas elteni diversajn termikaj, veteraj kaj mekanikaj ecoj pro sia longdaŭra alta tirrezisto. Ĝi estas multflanka kaj ideala por aplikoj implikantaj akvon, kloron, blankigilon kaj aliajn alkalajn materialojn.
Pro ĝiaj elastaj kaj alteniĝaj ecoj, post streĉado, EPDM revenas al sia originala formo sendepende de la temperaturo. EPDM ne estas rekomendinda por aplikoj de naftoleo, fluidoj, klorhidratoj aŭ hidrokarbonaj solventoj.
Vitono
Vitono estas longdaŭra, alt-efikeca, fluorizita, hidrokarbona kaŭĉuka produkto plej ofte uzata en O-ringoj kaj sigeloj. Ĝi estas pli multekosta ol aliaj kaŭĉukaj materialoj, sed ĝi estas la preferata elekto por la plej malfacilaj kaj postulemaj sigelaj bezonoj.
Rezistema al ozono, oksidiĝo kaj ekstremaj veterkondiĉoj, inkluzive de materialoj kiel alifataj kaj aromaj hidrokarbidoj, halogenitaj fluidoj kaj fortaj acidaj materialoj, ĝi estas unu el la pli fortikaj fluoroelastomeroj.
Elekti la ĝustan materialon por sigelado estas grava por la sukceso de apliko. Kvankam multaj sigelaj materialoj estas similaj, ĉiu servas diversajn celojn por kontentigi ajnan specifan bezonon.
Afiŝtempo: 12-a de Julio, 2023