Odabir materijala za vašu brtvu važan je jer će igrati ulogu u određivanju kvalitete, životnog vijeka i učinkovitosti aplikacije te smanjiti probleme u budućnosti.Ovdje ćemo pogledati kako će okoliš utjecati na odabir materijala za brtvljenje, kao i neke od najčešćih materijala i za koje primjene su najprikladniji.
Okolišni čimbenici
Okolina kojoj će tuljan biti izložena ključna je pri odabiru dizajna i materijala.Brojna su ključna svojstva koja brtveni materijali trebaju za sva okruženja, uključujući stvaranje stabilne površine brtve, koja može provoditi toplinu, otporna je na kemikalije i ima dobru otpornost na trošenje.
U nekim će sredinama ova svojstva morati biti jača nego u drugima.Ostala svojstva materijala koja treba uzeti u obzir pri razmatranju okoliša uključuju tvrdoću, krutost, toplinsko širenje, habanje i kemijsku otpornost.Imajući to na umu pomoći će vam da pronađete idealan materijal za svoj pečat.
Okolina također može odrediti može li se dati prioritet cijeni ili kvaliteti brtve.Za abrazivna i teška okruženja brtve mogu biti skuplje jer materijali moraju biti dovoljno čvrsti da izdrže te uvjete.
Za takva okruženja, trošenje novca za visokokvalitetnu brtvu vratit će se s vremenom jer će pomoći u sprječavanju skupih gašenja, popravaka i obnavljanja ili zamjene brtve do kojih će doći brtvila niže kvalitete. Međutim, u primjenama pumpanja s vrlo čista tekućina koja ima svojstva podmazivanja, može se kupiti jeftinija brtva u korist ležajeva veće kvalitete.
Uobičajeni materijali za brtvljenje
Ugljik
Ugljik koji se koristi u brtvenim površinama je mješavina amorfnog ugljika i grafita, pri čemu postoci svakog od njih određuju fizička svojstva konačnog stupnja ugljika.To je inertan, stabilan materijal koji može biti samopodmazujući.
Naširoko se koristi kao jedan od para čeonih površina u mehaničkim brtvama, a također je popularan materijal za segmentirane obodne brtve i klipne prstenove pod suhim ili malim količinama podmazivanja.Ova smjesa ugljik/grafit također se može impregnirati drugim materijalima kako bi joj se dala drugačija svojstva kao što su smanjena poroznost, poboljšana učinkovitost trošenja ili poboljšana čvrstoća.
Ugljična brtva impregnirana termoreaktivnom smolom najčešća je za mehaničke brtve, a većina ugljika impregniranih smolom može djelovati u širokom rasponu kemikalija od jakih baza do jakih kiselina.Također imaju dobra svojstva trenja i odgovarajući modul koji pomaže u kontroli izobličenja tlaka.Ovaj materijal je prikladan za opću radnu temperaturu do 260°C (500°F) u vodi, rashladnim tekućinama, gorivima, uljima, lakim kemijskim otopinama i primjenama u hrani i lijekovima.
Karbonske brtve impregnirane antimonom također su se pokazale uspješnim zbog čvrstoće i modula antimona, što ih čini dobrima za primjene pod visokim tlakom kada je potreban jači i čvršći materijal.Ove brtve su također otpornije na stvaranje mjehurića u primjenama s tekućinama visoke viskoznosti ili lakim ugljikovodicima, što ih čini standardnim stupnjem za mnoge primjene u rafinerijama.
Ugljik se također može impregnirati sredstvima za stvaranje filma kao što su fluoridi za rad na suho, kriogene i vakuumske primjene ili inhibitori oksidacije kao što su fosfati za aplikacije na visokim temperaturama, velikim brzinama i turbinama do 800 stopa/s i oko 537°C (1000°F).
Keramika
Keramika je anorganski nemetalni materijal napravljen od prirodnih ili sintetskih spojeva, najčešće aluminijevog oksida ili glinice.Ima visoko talište, visoku tvrdoću, visoku otpornost na habanje i otpornost na oksidaciju, tako da se široko koristi u industrijama kao što su strojevi, kemikalije, nafta, farmaceutska i automobilska industrija.
Također ima izvrsna dielektrična svojstva i obično se koristi za električne izolatore, komponente otporne na habanje, medije za mljevenje i komponente za visoke temperature.U visokoj čistoći, aluminijev oksid ima izvrsnu kemijsku otpornost na većinu procesnih tekućina osim nekih jakih kiselina, zbog čega se koristi u mnogim aplikacijama mehaničkih brtvila.Međutim, glinica se može lako slomiti pod toplinskim udarom, što je ograničilo njegovu upotrebu u nekim primjenama gdje bi to mogao biti problem.
Silicijev karbid nastaje stapanjem silicijevog dioksida i koksa.Kemijski je sličan keramici, ali ima bolju kvalitetu podmazivanja i tvrđi je, što ga čini dobrim otpornim rješenjem za teške uvjete rada.
Također se može ponovno preklopiti i polirati tako da se brtva može obnoviti više puta tijekom svog životnog vijeka.Općenito se više koristi mehanički, kao što su mehaničke brtve zbog dobre otpornosti na kemijsku koroziju, visoke čvrstoće, visoke tvrdoće, dobre otpornosti na trošenje, malog koeficijenta trenja i otpornosti na visoke temperature.
Kada se koristi za površine mehaničkih brtvi, silicijev karbid rezultira poboljšanim performansama, produljenim vijekom trajanja brtve, nižim troškovima održavanja i nižim troškovima rada za rotirajuću opremu kao što su turbine, kompresori i centrifugalne pumpe.Silicijev karbid može imati različita svojstva ovisno o tome kako je proizveden.Reakcijski vezan silicij karbid nastaje međusobnim spajanjem čestica silicij karbida u reakcijskom procesu.
Ovaj proces ne utječe značajno na većinu fizičkih i toplinskih svojstava materijala, ali ograničava kemijsku otpornost materijala.Najčešće kemikalije koje predstavljaju problem su kaustici (i druge kemikalije s visokim pH) i jake kiseline, pa se stoga reakcijski vezani silicijev karbid ne bi trebao koristiti s ovim primjenama.
Samosinterovani silicijev karbid proizvodi se sinteriranjem čestica silicij karbida izravno zajedno pomoću neoksidnih pomoćnih sredstava za sinteriranje u inertnom okruženju na temperaturama iznad 2000°C.Zbog nedostatka sekundarnog materijala (kao što je silicij), izravno sinterirani materijal je kemijski otporan na gotovo sve tekućine i procesne uvjete koji se mogu vidjeti u centrifugalnoj pumpi.
Volframov karbid vrlo je svestran materijal poput silicijevog karbida, ali je prikladniji za primjene pod visokim tlakom jer ima veću elastičnost što mu omogućuje vrlo malo savijanje i sprječava izobličenje površine.Kao i silicijev karbid, može se ponovno preklopiti i polirati.
Volfram karbidi se najčešće proizvode kao cementirani karbidi tako da nema pokušaja vezanja volfram karbida za sebe.Sekundarni metal se dodaje da veže ili cementira čestice volfram karbida zajedno, što rezultira materijalom koji ima kombinirana svojstva i volfram karbida i metalnog veziva.
Ovo je iskorišteno kao prednost pružanjem veće žilavosti i čvrstoće na udar nego što je to moguće samo s volfram karbidom.Jedna od slabosti cementiranog volfram karbida je njegova velika gustoća.U prošlosti se koristio volframov karbid vezan kobaltom, ali ga je postupno zamijenio volfram karbid vezan niklom jer mu nedostaje opseg kemijske kompatibilnosti potreban za industriju.
Volfram karbid vezan niklom naširoko se koristi za površine brtvila gdje su poželjne osobine visoke čvrstoće i žilavosti, a ima i dobru kemijsku kompatibilnost općenito ograničenu slobodnim niklom.
GFPTFE
GFPTFE ima dobru kemijsku otpornost, a dodano staklo smanjuje trenje brtvenih površina.Idealan je za relativno čiste primjene i jeftiniji je od ostalih materijala.Dostupne su podvarijante za bolje usklađivanje brtve sa zahtjevima i okolinom, poboljšavajući njezinu ukupnu izvedbu.
buna
Buna (također poznata kao nitrilna guma) je isplativ elastomer za O-prstenove, brtvila i lijevane proizvode.Dobro je poznat po svojim mehaničkim svojstvima i dobro se ponaša u primjenama na bazi ulja, petrokemiji i kemiji.Također se naširoko koristi za primjenu sirove nafte, vode, raznih alkohola, silikonskih masti i hidrauličkih tekućina zbog svoje nefleksibilnosti.
Budući da je Buna kopolimer sintetičke gume, dobro se ponaša u primjenama koje zahtijevaju metalnu adheziju i materijal otporan na abraziju, a ova kemijska podloga također je čini idealnom za aplikacije brtvila.Nadalje, može izdržati niske temperature budući da je dizajniran sa slabom otpornošću na kiseline i blage lužine.
Buna je ograničena u primjenama s ekstremnim čimbenicima kao što su visoke temperature, vremenske prilike, sunčeva svjetlost i otpornost na paru, te nije prikladna sa sredstvima za dezinfekciju koja se čiste na mjestu (CIP) koja sadrže kiseline i perokside.
EPDM
EPDM je sintetička guma koja se obično koristi u automobilskoj, građevinskoj i mehaničkoj primjeni za brtve i O-prstenove, cijevi i podloške.Skuplji je od Bune, ali može izdržati različita toplinska, vremenska i mehanička svojstva zbog svoje dugotrajne visoke vlačne čvrstoće.Svestran je i idealan za aplikacije koje uključuju vodu, klor, izbjeljivač i druge alkalne materijale.
Zbog svojih elastičnih i adhezivnih svojstava, nakon rastezanja, EPDM se vraća u prvobitni oblik bez obzira na temperaturu.EPDM se ne preporučuje za primjenu u naftnim uljima, tekućinama, kloriranim ugljikovodicima ili ugljikovodičnim otapalima.
Viton
Viton je dugotrajni, visokoučinkoviti, fluorirani ugljikovodični gumeni proizvod koji se najčešće koristi u O-prstenovima i brtvama.Skuplji je od ostalih gumenih materijala, ali je poželjna opcija za najizazovnije i najzahtjevnije potrebe brtvljenja.
Otporan na ozon, oksidaciju i ekstremne vremenske uvjete, uključujući materijale poput alifatskih i aromatskih ugljikovodika, halogeniranih tekućina i jakih kiselih materijala, jedan je od robusnijih fluoroelastomera.
Odabir ispravnog materijala za brtvljenje važan je za uspjeh primjene.Iako su mnogi materijali za brtvljenje slični, svaki služi u različite svrhe kako bi zadovoljio bilo koju specifičnu potrebu.
Vrijeme objave: 12. srpnja 2023