SiC keramické mechanické upchávky

Suché plynové tesnenia sú novým typom bezkontaktného tesnenia vyvinutého prostredníctvom zásadných vylepšení mechanických tesnení založených na ložiskách s dynamickým tlakom plynu. Suché plynové tesnenia ponúkajú vysoké obmedzujúce rýchlosti, vynikajúci tesniaci výkon, dlhú životnosť, eliminujú potrebu tesniaceho olejového systému, spotrebujú menej energie, ľahko sa obsluhujú a majú nízke prevádzkové a údržbové náklady, vďaka čomu sú široko používané v ropnom priemysle. V dôsledku vysokej povrchovej rýchlosti tesniacich plôch môžu kombinované účinky odstredivej sily a tlaku média spôsobiť výraznú mechanickú a tepelnú deformáciu rotujúcich a stacionárnych krúžkov pod tlakom a počas prevádzky.  Pretože hrúbka plynového filmu medzi rotujúcimi a stacionárnymi krúžkami je len niekoľko mikrometrov, aj malá deformácia môže vážne ovplyvniť tesniaci účinok a spoľahlivosť. Suché plynové tesnenia preto kladú vysoké nároky na tesniace materiály trecích párov.

Na zabezpečenie normálnej prevádzkytesniace krúžkyv mechanických tesniacich zariadeniach a vzhľadom na faktory, ako je zníženie trenia, odolnosť proti korózii a zabránenie zadretiu, sú tesniace krúžky často vyrobené z páru krúžkov s rôznymi tvrdosťami, typicky z tvrdého krúžku a mäkkého krúžku. Tvrdý krúžok je zvyčajne rotačný krúžok, takže materiál tvrdého krúžku by mal mať dostatočnú pevnosť a tuhosť, dobré trecie vlastnosti, dobrú tepelnú vodivosť a tepelnú odolnosť a dobrú odolnosť proti korózii.

Vysoká tvrdosť a nízky koeficient treniakarbid kremíkaposkytujú mu vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu, vďaka čomu je obzvlášť vhodný pre rôzne podmienky klzného trenia a opotrebovania. Karbid kremíka má veľmi vysokú pevnosť pri vysokých teplotách; jeho pevnosť v ohybe pri 1400°C je rovnaká ako pri izbovej teplote. Dá sa spracovať na tesniace krúžky rôznych tvarov, veľkostí a vysokej povrchovej úpravy, ktoré ponúkajú dobrú vzduchotesnosť a dlhú životnosť. Preto môže byť karbid kremíka použitý v mechanických upchávkach pri vysokých teplotách.

Karbid kremíkamá dobrú chemickú stabilitu a odoláva rôznym vysoko korozívnym kyslým a alkalickým médiám, vďaka čomu je vhodný pre mechanické upchávky v korozívnych médiách. Korózne opotrebovanie je hlavnou formou zlyhania materiálov trecích párov. Za tepla lisovaný spekaný karbid kremíka vytvára na svojom povrchu v oxidačnej atmosfére ochranný film oxidu kremičitého, pričom si zachováva dobrú chemickú stabilitu a silnú odolnosť proti korózii aj pri 900°C.

SiC keramika je vysokovýkonný špeciálny keramický materiál s vysokou pevnosťou, vysokou tvrdosťou, odolnosťou voči vysokej teplote, odolnosťou proti chemickej korózii, odolnosťou proti opotrebovaniu a tepelným šokom. Keď však keramické tesnenia SiC podstúpia trecí kontakt, ich vysoká tvrdosť spôsobí adhéziu medzi dvoma pracovnými povrchmi počas spúšťania a vypínania suchého plynového tesnenia. To zvyšuje koeficient trenia a zvyšuje teplotu na konci, čo vedie k lokalizovanému zahrievaniu a tepelnému šoku.  Trecí pár sa zadrie a priľne, čím sa zhoršuje opotrebovanie čelnej plochy a výrazne sa skracuje životnosť tesnenia, čo vedie k predčasnému zlyhaniu. Preto je potrebná modifikácia SiC keramiky. Výskum ukazuje, že rovnomerne rozložené nanočastice, whiskery a vlákna v SiC keramickej matrici môžu inhibovať šírenie vnútorných trhlín v SiC keramike premosťovaním trhlín, vychýlením trhlín, prichytávaním trhlín a vyťahovaním, čím zlepšujú jej mechanické vlastnosti.

V súčasnosti sú hlavnými metódami spekania SiC keramiky reakčné spekanie a beztlakové spekanie. Reakčne spekaná SiC keramika má zlý celkový výkon a nemôže spĺňať požiadavky suchých plynových tesnení, zatiaľ čo beztlakovo spekaný karbid kremíka vykazuje vynikajúcu tvrdosť, zdanlivú pórovitosť, pevnosť v ohybe a pevnosť v tlaku, vďaka čomu je ideálnym materiálom pre trecie páry tesnení suchého plynu. Beztlakové spekanie sa ďalej delí na spekanie v pevnej fáze a spekanie v kvapalnej fáze. Spekanie v kvapalnej fáze využíva viaczložkové nízkoeutektické oxidy, ktoré tvoria eutektickú kvapalnú fázu pri vysokých teplotách ako pomocné spekacie prostriedky. Tým sa mení mechanizmus prenosu hmoty keramického prášku z difúzie na viskózny tok, ktorý v porovnaní so spekaním v pevnej fáze môže výrazne znížiť energiu potrebnú na zahusťovanie keramiky, čo je v súlade s národnými iniciatívami na úsporu energie a zníženie emisií.

Semicorex ponúka prispôsobenéMechanické upchávky SiC. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com