მექანიკური ბეჭდებითამაშობენ ძალიან მნიშვნელოვან როლს მრავალი სხვადასხვა ინდუსტრიისთვის გაჟონვის თავიდან აცილებაში. საზღვაო ინდუსტრიაში არსებობსტუმბოს მექანიკური ბეჭდები, მბრუნავი ლილვის მექანიკური ლუქები. და ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიაში არისვაზნის მექანიკური ლუქები,გაყოფილი მექანიკური ბეჭდები ან მშრალი გაზის მექანიკური ბეჭდები. მანქანის მრეწველობაში არის წყლის მექანიკური ბეჭდები. ხოლო ქიმიურ მრეწველობაში არის მიქსერის მექანიკური ბეჭდები (აგიტაციური მექანიკური ბეჭდები) და კომპრესორის მექანიკური ბეჭდები.
დამოკიდებულია გამოყენების სხვადასხვა პირობებზე, საჭიროა მექანიკური დალუქვის ხსნარი სხვადასხვა მასალით. მასში გამოყენებულია მრავალი სახის მასალალილვის მექანიკური ბეჭდები როგორიცაა კერამიკული მექანიკური ბეჭდები, ნახშირბადის მექანიკური ბეჭდები, სილიკონის კარბიდის მექანიკური ბეჭდები,SSIC მექანიკური ბეჭდები დაTC მექანიკური ბეჭდები.
კერამიკული მექანიკური ბეჭდები
კერამიკული მექანიკური ბეჭდები არის კრიტიკული კომპონენტები სხვადასხვა სამრეწველო აპლიკაციებში, რომლებიც შექმნილია სითხის გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად ორ ზედაპირს შორის, როგორიცაა მბრუნავი ლილვი და სტაციონარული კორპუსი. ეს ლუქები ძალიან ფასდება მათი განსაკუთრებული აცვიათ წინააღმდეგობის, კოროზიის წინააღმდეგობისა და ექსტრემალურ ტემპერატურებზე გამძლეობის უნარის გამო.
კერამიკული მექანიკური ბეჭდების მთავარი როლი არის აღჭურვილობის მთლიანობის შენარჩუნება სითხის დაკარგვის ან დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად. ისინი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში, მათ შორის ნავთობისა და გაზის, ქიმიური გადამუშავების, წყლის დამუშავების, ფარმაცევტული და საკვები პროდუქტების გადამუშავებაში. ამ ბეჭდების ფართო გამოყენება შეიძლება მივაწეროთ მათ გამძლე კონსტრუქციას; ისინი მზადდება მოწინავე კერამიკული მასალებისგან, რომლებიც გვთავაზობენ შესრულების მაღალ მახასიათებლებს სხვა დალუქვის მასალებთან შედარებით.
კერამიკული მექანიკური ბეჭდები შედგება ორ ძირითად კომპონენტს: ერთი არის მექანიკური სტაციონარული სახე (ჩვეულებრივ, კერამიკული მასალისგან) და მეორე არის მექანიკური მბრუნავი საფარი (ჩვეულებრივ, ნახშირბადის გრაფიტისგან დამზადებული). დალუქვის მოქმედება ხდება მაშინ, როდესაც ორივე სახე დაჭერილია ზამბარის ძალის გამოყენებით, რაც ქმნის ეფექტურ ბარიერს სითხის გაჟონვის წინააღმდეგ. როგორც აღჭურვილობა მუშაობს, საპოხი ფილმი დალუქვის პირებს შორის ამცირებს ხახუნს და ცვეთას, ხოლო მჭიდრო დალუქვას ინარჩუნებს.
ერთი გადამწყვეტი ფაქტორი, რომელიც განასხვავებს კერამიკულ მექანიკურ ლუქებს სხვა ტიპებისგან, არის მათი გამორჩეული წინააღმდეგობა ცვეთის მიმართ. კერამიკულ მასალებს აქვთ შესანიშნავი სიხისტის თვისებები, რაც მათ საშუალებას აძლევს გაუძლონ აბრაზიულ პირობებს მნიშვნელოვანი დაზიანების გარეშე. ეს იწვევს უფრო ხანგრძლივ დალუქვას, რომელიც საჭიროებს ნაკლებად ხშირ ჩანაცვლებას ან მოვლას, ვიდრე რბილი მასალებისგან დამზადებული.
აცვიათ წინააღმდეგობის გარდა, კერამიკა ასევე ავლენს განსაკუთრებულ თერმულ სტაბილურობას. მათ შეუძლიათ გაუძლონ მაღალ ტემპერატურას დეგრადაციის ან დალუქვის ეფექტურობის დაკარგვის გარეშე. ეს მათ შესაფერისს ხდის მაღალტემპერატურულ აპლიკაციებში გამოსაყენებლად, სადაც სხვა დალუქვის მასალები შესაძლოა ნაადრევად გაფუჭდეს.
და ბოლოს, კერამიკული მექანიკური ბეჭდები გვთავაზობენ შესანიშნავ ქიმიურ თავსებადობას სხვადასხვა კოროზიული ნივთიერებების მიმართ გამძლეობით. ეს მათ მიმზიდველ არჩევანს აქცევს ინდუსტრიებისთვის, რომლებიც რეგულარულად უმკლავდებიან უხეში ქიმიკატებსა და აგრესიულ სითხეებს.
აუცილებელია კერამიკული მექანიკური ბეჭდებიკომპონენტის ბეჭდებიშექმნილია სამრეწველო მოწყობილობებში სითხის გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად. მათი უნიკალური თვისებები, როგორიცაა აცვიათ წინააღმდეგობა, თერმული სტაბილურობა და ქიმიური თავსებადობა, აქცევს მათ სასურველ არჩევანს მრავალ ინდუსტრიაში სხვადასხვა გამოყენებისთვის.
კერამიკული ფიზიკური თვისება | ||||
ტექნიკური პარამეტრი | ერთეული | 95% | 99% | 99.50% |
სიმკვრივე | გ/სმ3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
სიხისტე | HRA | 85 | 88 | 90 |
ფოროზულობის მაჩვენებელი | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
მოტეხილობის სიძლიერე | მპა | 250 | 310 | 350 |
სითბოს გაფართოების კოეფიციენტი | 10(-6)/კ | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
თბოგამტარობა | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
ნახშირბადის მექანიკური ბეჭდები
ნახშირბადის მექანიკურ ბეჭედს დიდი ისტორია აქვს. გრაფიტი არის ნახშირბადის ელემენტის იზოფორმა. 1971 წელს შეერთებულმა შტატებმა შეისწავლა წარმატებული მოქნილი გრაფიტის მექანიკური დალუქვის მასალა, რომელმაც მოაგვარა ატომური ენერგიის სარქვლის გაჟონვა. ღრმა დამუშავების შემდეგ, მოქნილი გრაფიტი ხდება შესანიშნავი დალუქვის მასალა, რომელიც მზადდება სხვადასხვა ნახშირბადის მექანიკურ ლუქებად დალუქვის კომპონენტების ეფექტით. ეს ნახშირბადის მექანიკური ბეჭდები გამოიყენება ქიმიურ, ნავთობის, ელექტროენერგიის ინდუსტრიებში, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურის სითხის ბეჭედი.
იმის გამო, რომ მოქნილი გრაფიტი წარმოიქმნება გაფართოებული გრაფიტის გაფართოებით მაღალი ტემპერატურის შემდეგ, მოქნილ გრაფიტში დარჩენილი შუალედური აგენტის რაოდენობა ძალიან მცირეა, მაგრამ არა მთლიანად, ამიტომ ინტერკალაციის აგენტის არსებობა და შემადგენლობა დიდ გავლენას ახდენს ხარისხზე. და პროდუქტის შესრულება.
Carbon Seal სახის მასალის შერჩევა
თავდაპირველმა გამომგონებელმა გამოიყენა კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა, როგორც ჟანგვის აგენტი. თუმცა, ლითონის კომპონენტის ლუქზე გამოყენების შემდეგ, აღმოჩნდა, რომ მოქნილ გრაფიტში დარჩენილი გოგირდის მცირე რაოდენობა არღვევს საკონტაქტო ლითონს ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგ. ამ თვალსაზრისით, ზოგიერთი ადგილობრივი მეცნიერი ცდილობდა მის გაუმჯობესებას, მაგალითად, სონგ კემინმა, რომელმაც აირჩია ძმარმჟავა და ორგანული მჟავა გოგირდმჟავას ნაცვლად. მჟავა, ნელა აზოტმჟავაში და ტემპერატურის დაწევა ოთახის ტემპერატურამდე, დამზადებულია აზოტისა და ძმარმჟავას ნარევიდან. აზოტის მჟავისა და ძმარმჟავას ნარევის გამოყენებით, როგორც ჩასართავი აგენტი, გოგირდისგან თავისუფალი გაფართოებული გრაფიტი მომზადდა კალიუმის პერმანგანატით, როგორც ოქსიდანტი, და ძმარმჟავა ნელ-ნელა დაემატა აზოტის მჟავას. ტემპერატურა მცირდება ოთახის ტემპერატურამდე და მზადდება აზოტისა და ძმარმჟავას ნარევი. შემდეგ ამ ნარევს ემატება ბუნებრივი ფანტელი გრაფიტი და კალიუმის პერმანგანატი. მუდმივი მორევის პირობებში ტემპერატურაა 30 C. რეაქციის შემდეგ 40 წთ წყალი ირეცხება ნეიტრალურამდე და აშრობენ 50-60 C ტემპერატურაზე, ხოლო გაფართოებული გრაფიტი მზადდება მაღალი ტემპერატურის გაფართოების შემდეგ. ეს მეთოდი არ იძლევა ვულკანიზაციას იმ პირობით, რომ პროდუქტს შეუძლია მიაღწიოს გაფართოების გარკვეულ მოცულობას, რათა მიაღწიოს დალუქვის მასალის შედარებით სტაბილურ ბუნებას.
ტიპი | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
ბრენდი | გაჟღენთილი | გაჟღენთილი | გაჟღენთილი ფენოლი | ანტიმონის ნახშირბადი (A) | |||||
სიმკვრივე | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
მოტეხილობის სიძლიერე | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
კომპრესიული სიძლიერე | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
სიხისტე | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
ფოროზულობა | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
ტემპერატურები | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
სილიკონის კარბიდის მექანიკური ბეჭდები
სილიციუმის კარბიდი (SiC) ასევე ცნობილია როგორც კარბორუნდი, რომელიც მზადდება კვარცის ქვიშისგან, ნავთობის კოქსისგან (ან ქვანახშირის კოქსისგან), ხის ჩიპებისგან (რომელიც უნდა დაემატოს მწვანე სილიციუმის კარბიდის წარმოებისას) და ა.შ. სილიციუმის კარბიდს ასევე აქვს ბუნებაში იშვიათი მინერალი, თუთა. თანამედროვე C, N, B და სხვა არაოქსიდის მაღალტექნოლოგიური ცეცხლგამძლე ნედლეულში, სილიციუმის კარბიდი არის ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული და ეკონომიური მასალა, რომელსაც შეიძლება ეწოდოს ოქროს ფოლადის ქვიშა ან ცეცხლგამძლე ქვიშა. ამჟამად, ჩინეთის სილიციუმის კარბიდის სამრეწველო წარმოება დაყოფილია შავ სილიციუმის კარბიდად და მწვანე სილიციუმის კარბიდად, ორივე არის ექვსკუთხა კრისტალები 3,20 ~ 3,25 პროპორციით და მიკროსიხისტი 2840 ~ 3320 კგ/მ².
სილიციუმის კარბიდის პროდუქტები კლასიფიცირდება მრავალ ტიპად, გამოყენების სხვადასხვა გარემოს მიხედვით. იგი ძირითადად გამოიყენება უფრო მექანიკურად. მაგალითად, სილიციუმის კარბიდი იდეალური მასალაა სილიციუმის კარბიდის მექანიკური დალუქვისთვის მისი კარგი ქიმიური კოროზიის წინააღმდეგობის, მაღალი სიმტკიცის, მაღალი სიხისტის, კარგი აცვიათ წინააღმდეგობის, მცირე ხახუნის კოეფიციენტისა და მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის გამო.
SIC Seal რგოლები შეიძლება დაიყოს სტატიკური, მოძრავი რგოლი, ბრტყელი რგოლი და ასე შემდეგ. SiC სილიკონი შეიძლება დამზადდეს სხვადასხვა კარბიდის პროდუქტად, როგორიცაა სილიციუმის კარბიდის მბრუნავი რგოლი, სილიციუმის კარბიდის სტაციონარული სავარძელი, სილიციუმის კარბიდის ბუჩქი და ასე შემდეგ, მომხმარებელთა განსაკუთრებული მოთხოვნების შესაბამისად. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას გრაფიტის მასალასთან ერთად და მისი ხახუნის კოეფიციენტი უფრო მცირეა, ვიდრე ალუმინის კერამიკული და მყარი შენადნობი, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელია მაღალი PV ღირებულებით, განსაკუთრებით ძლიერი მჟავისა და ძლიერი ტუტეს პირობებში.
SIC-ის შემცირებული ხახუნი არის მისი გამოყენების ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობა მექანიკურ ლუქებში. ამიტომ SIC უძლებს ცვეთას და ცვეთას სხვა მასალებთან შედარებით, რაც ახანგრძლივებს ბეჭდის სიცოცხლეს. გარდა ამისა, SIC-ის შემცირებული ხახუნი ამცირებს შეზეთვის მოთხოვნას. შეზეთვის ნაკლებობა ამცირებს დაბინძურების და კოროზიის შესაძლებლობას, აუმჯობესებს ეფექტურობას და საიმედოობას.
SIC ასევე აქვს დიდი წინააღმდეგობა აცვიათ. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მას შეუძლია გაუძლოს უწყვეტ გამოყენებას გაფუჭების ან გაფუჭების გარეშე. ეს ხდის მას სრულყოფილ მასალას გამოყენებისთვის, რომელიც მოითხოვს საიმედოობისა და გამძლეობის მაღალ დონეს.
ასევე შესაძლებელია მისი ხელახლა შემოხვევა და გაპრიალება, რათა ბეჭედი მრავალჯერ განახლდეს მისი სიცოცხლის განმავლობაში. იგი ზოგადად გამოიყენება უფრო მექანიკურად, მაგალითად, მექანიკურ ლუქებში მისი კარგი ქიმიური კოროზიის წინააღმდეგობის, მაღალი სიმტკიცის, მაღალი სიხისტის, კარგი აცვიათ წინააღმდეგობის, მცირე ხახუნის კოეფიციენტისა და მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის გამო.
მექანიკური დალუქვის პირებისთვის გამოყენებისას, სილიციუმის კარბიდი იწვევს გაუმჯობესებულ შესრულებას, გაზრდის დალუქვის ხანგრძლივობას, შენარჩუნების დაბალ ხარჯებს და მბრუნავი აღჭურვილობის დაბალ ხარჯებს, როგორიცაა ტურბინები, კომპრესორები და ცენტრიდანული ტუმბოები. სილიციუმის კარბიდს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული თვისებები, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ იქნა იგი წარმოებული. რეაქციაში შეკრული სილიციუმის კარბიდი წარმოიქმნება სილიციუმის კარბიდის ნაწილაკების ერთმანეთთან შეერთებით რეაქციის პროცესში.
ეს პროცესი მნიშვნელოვნად არ მოქმედებს მასალის ფიზიკურ და თერმულ თვისებებზე, თუმცა ზღუდავს მასალის ქიმიურ წინააღმდეგობას. ყველაზე გავრცელებული ქიმიკატები, რომლებიც პრობლემას წარმოადგენს, არის კაუსტიკები (და სხვა მაღალი pH ქიმიკატები) და ძლიერი მჟავები და, შესაბამისად, რეაქციაში შეკრული სილიციუმის კარბიდი არ უნდა იქნას გამოყენებული ამ აპლიკაციებთან ერთად.
რეაქციის აგლომერირებული ინფილტრატისილიციუმის კარბიდი. ასეთ მასალაში ორიგინალური SIC მასალის ფორები ივსება ინფილტრაციის პროცესში მეტალის სილიკონის დაწვით, რითაც ჩნდება მეორადი SiC და მასალა იძენს განსაკუთრებულ მექანიკურ თვისებებს, ხდება აცვიათ მდგრადი. მისი მინიმალური შეკუმშვის გამო, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიდი და რთული ნაწილების წარმოებაში ახლო ტოლერანტობით. თუმცა, სილიციუმის შემცველობა ზღუდავს მაქსიმალურ სამუშაო ტემპერატურას 1350 °C-მდე, ქიმიური წინააღმდეგობა ასევე შეზღუდულია დაახლოებით pH 10-მდე. მასალა არ არის რეკომენდებული აგრესიულ ტუტე გარემოში გამოსაყენებლად.
აგლომერირებულისილიციუმის კარბიდი მიიღება წინასწარ შეკუმშული ძალიან წვრილი SIC გრანულატის აგლომერებით 2000 °C ტემპერატურაზე მასალის მარცვლებს შორის ძლიერი კავშირის შესაქმნელად.
ჯერ გისქელდება გისოსი, შემდეგ მცირდება ფორიანობა და ბოლოს მარცვლებს შორის ბმები აგლომერდება. ასეთი გადამუშავების პროცესში ხდება პროდუქტის მნიშვნელოვანი შემცირება - დაახლოებით 20%.
SSIC ბეჭედი მდგრადია ყველა ქიმიური ნივთიერების მიმართ. ვინაიდან მის სტრუქტურაში არ არის მეტალის სილიციუმი, მისი გამოყენება შესაძლებელია 1600C-მდე ტემპერატურაზე, მის სიძლიერეზე ზემოქმედების გარეშე.
თვისებები | R-SiC | S-SiC |
ფორიანობა (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
სიმკვრივე (გ/სმ3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
სიხისტე | 110~125 (HS) | 2800 (კგ/მმ2) |
ელასტიური მოდული (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
SiC კონტენტი (%) | ≥85% | ≥99% |
Si კონტენტი (%) | ≤15% | 0.10% |
მოხრის სიძლიერე (Mpa) | ≥350 | 450 |
კომპრესიული ძალა (კგ/მმ2) | ≥2200 | 3900 |
სითბოს გაფართოების კოეფიციენტი (1/℃) | 4,5×10-6 | 4.3×10-6 |
სითბოს წინააღმდეგობა (ატმოსფეროში) (℃) | 1300 წ | 1600 წ |
TC მექანიკური ბეჭედი
TC მასალებს აქვთ მაღალი სიხისტის, სიძლიერის, აბრაზიული წინააღმდეგობის და კოროზიის წინააღმდეგობის მახასიათებლები. იგი ცნობილია როგორც "ინდუსტრიული კბილი". მისი უმაღლესი შესრულების გამო, იგი ფართოდ გამოიყენებოდა სამხედრო მრეწველობაში, აერონავტიკაში, მექანიკურ დამუშავებაში, მეტალურგიაში, ნავთობის ბურღვაში, ელექტრონულ კომუნიკაციაში, არქიტექტურაში და სხვა სფეროებში. მაგალითად, ტუმბოებში, კომპრესორებში და აგიტატორებში, ვოლფრამის კარბიდის რგოლი გამოიყენება მექანიკურ ლუქებად. კარგი აბრაზიული წინააღმდეგობა და მაღალი სიმტკიცე ხდის მას შესაფერისს აცვიათ მდგრადი ნაწილების დასამზადებლად მაღალი ტემპერატურის, ხახუნისა და კოროზიის დროს.
მისი ქიმიური შემადგენლობისა და გამოყენების მახასიათებლების მიხედვით, TC შეიძლება დაიყოს ოთხ კატეგორიად: ვოლფრამის კობალტი (YG), ვოლფრამი-ტიტანი (YT), ვოლფრამი ტიტანის ტანტალი (YW) და ტიტანის კარბიდი (YN).
ვოლფრამის კობალტის (YG) მყარი შენადნობი შედგება WC და Co. იგი შესაფერისია მყიფე მასალების დასამუშავებლად, როგორიცაა თუჯის, ფერადი ლითონები და არალითონური მასალები.
Stellite (YT) შედგება WC, TiC და Co. შენადნობში TiC-ის დამატების გამო, გაუმჯობესებულია მისი აცვიათ წინააღმდეგობა, მაგრამ შემცირებულია მოღუნვის სიძლიერე, დაფქვა და თბოგამტარობა. დაბალ ტემპერატურაზე მისი მტვრევადობის გამო, იგი განკუთვნილია მხოლოდ ზოგადი მასალების მაღალსიჩქარიანი ჭრისთვის და არა მტვრევადი მასალების დასამუშავებლად.
ვოლფრამის ტიტანის ტანტალი (ნიობიუმი) კობალტი (YW) ემატება შენადნობას, რათა გაზარდოს მაღალი ტემპერატურის სიმტკიცე, სიმტკიცე და აბრაზიას წინააღმდეგობა ტანტალის კარბიდის ან ნიობიუმის კარბიდის შესაბამისი რაოდენობის მეშვეობით. ამავდროულად, სიმტკიცე ასევე გაუმჯობესებულია ჭრის უკეთესი ყოვლისმომცველი შესრულებით. იგი ძირითადად გამოიყენება მძიმე საჭრელი მასალებისა და წყვეტილი ჭრისთვის.
კარბონირებული ტიტანის საბაზისო კლასი (YN) არის მყარი შენადნობი TiC, ნიკელის და მოლიბდენის მძიმე ფაზაში. მისი უპირატესობებია მაღალი სიმტკიცე, შებოჭვის საწინააღმდეგო უნარი, ნახევარმთვარის ცვეთისა და ჟანგვის საწინააღმდეგო უნარი. 1000 გრადუსზე მეტ ტემპერატურაზე მისი დამუშავება მაინც შესაძლებელია. იგი გამოიყენება შენადნობის ფოლადისა და ჩამქრალი ფოლადის უწყვეტი დასრულებისთვის.
მოდელი | ნიკელის შემცველობა (wt%) | სიმკვრივე (გ/სმ²) | სიმტკიცე (HRA) | მოსახვევის სიძლიერე (≥N/მმ²) |
YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88,5-91,0 | 1800 წ |
YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87,5-90,0 | 2000 წ |
მოდელი | კობალტის შემცველობა (wt%) | სიმკვრივე (გ/სმ²) | სიმტკიცე (HRA) | მოსახვევის სიძლიერე (≥N/მმ²) |
YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89,5-91,0 | 1800 წ |
YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88,0-90,5 | 1980 წ |
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 წ |
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 წ |