SiC keramična mehanska tesnila

Suha plinska tesnila so nova vrsta brezkontaktnih tesnil, razvita s temeljnimi izboljšavami mehanskih tesnil, ki temeljijo na plinsko dinamičnih tlačnih ležajih. Tesnila s suhim plinom ponujajo visoke mejne hitrosti, odlično tesnjenje, dolgo življenjsko dobo, odpravljajo potrebo po sistemu tesnilnega olja, porabijo manj energije, so enostavna za uporabo ter imajo nizke stroške delovanja in vzdrževanja, zaradi česar se pogosto uporabljajo v naftni industriji. Zaradi visoke površinske hitrosti ploskev tesnila lahko skupni učinki centrifugalne sile in pritiska medija povzročijo znatno mehansko in toplotno deformacijo vrtljivih in mirujočih obročev pod pritiskom in med delovanjem.  Ker je debelina plinskega filma med vrtljivimi in mirujočimi obroči le nekaj mikrometrov, lahko celo manjša deformacija resno vpliva na učinek tesnjenja in zanesljivost. Zato suha plinska tesnila postavljajo visoke zahteve za tesnilne materiale tornih parov.

Za zagotovitev normalnega delovanjatesnilni obročiv mehanskih tesnilnih napravah in ob upoštevanju dejavnikov, kot so zmanjšanje trenja, odpornost proti koroziji in preprečevanje zagozdenja, so tesnilni obroči pogosto izdelani iz para obročev z različnimi trdotami, običajno iz trdega obroča in mehkega obroča. Trdi obroč je običajno vrtljivi obroč, zato mora imeti material trdega obroča zadostno trdnost in togost, dobre torne lastnosti, dobro toplotno prevodnost in toplotno odpornost ter dobro odpornost proti koroziji.

Visoka trdota in nizek koeficient trenjasilicijev karbiddaje odlično odpornost proti obrabi, zaradi česar je posebej primeren za različna drsna trenja in pogoje obrabe. Silicijev karbid ima zelo visoko visokotemperaturno trdnost; njegova upogibna trdnost pri 1400°C je enaka kot pri sobni temperaturi. Lahko se predela v tesnilne obroče različnih oblik, velikosti in visoke površinske obdelave, kar zagotavlja dobro zrakotesnost in dolgo življenjsko dobo. Zato se lahko silicijev karbid uporablja v mehanskih tesnilih pri visokih temperaturah.

Silicijev karbidima dobro kemično stabilnost in lahko prenese različne visoko korozivne kisle in alkalne medije, zaradi česar je primeren za mehanska tesnila v korozivnih medijih. Korozivna obraba je glavna oblika okvare materialov tornih parov. Vroče stisnjen sintrani silicijev karbid tvori zaščitni film silicijevega dioksida na svoji površini v oksidacijski atmosferi, ohranja dobro kemično stabilnost in močno odpornost proti koroziji tudi pri 900 °C.

Keramika SiC je visoko zmogljiv poseben keramični material z visoko trdnostjo, visoko trdoto, odpornostjo na visoke temperature, odpornostjo proti kemični koroziji, odpornostjo proti obrabi in odpornostjo na termični udar. Ko pa so SiC keramična tesnila izpostavljena tornemu stiku, njihove karakteristike visoke trdote povzročijo adhezijo med obema delovnima površinama med zagonom in izklopom suhega plinskega tesnila. To poveča koeficient trenja in zviša temperaturo končne ploskve, kar povzroči lokalno segrevanje in toplotni šok.  Torni par se zagozdi in prilepi, kar poveča obrabo čelne ploskve in bistveno skrajša življenjsko dobo tesnila, kar povzroči prezgodnjo odpoved. Zato je potrebna modifikacija SiC keramike. Raziskave kažejo, da lahko enakomerno porazdeljeni nanodelci, laski in vlakna v SiC keramični matrici zavirajo širjenje notranjih razpok v SiC keramiki s premoščanjem razpok, upogibanjem razpok, zagozditvijo razpok in utrjevanjem pri izvleku, s čimer izboljšajo njene mehanske lastnosti.

Trenutno sta glavni metodi sintranja SiC keramike reakcijsko sintranje in sintranje brez tlaka. Reakcijsko sintrana SiC keramika ima slabo splošno delovanje in ne more izpolniti zahtev suhih plinskih tesnil, medtem ko breztlačno sintran silicijev karbid kaže odlično trdoto, navidezno poroznost, upogibno trdnost in tlačno trdnost, zaradi česar je idealen material za torne pare tesnil s suhim plinom. Breztlačno sintranje nadalje delimo na sintranje v trdni fazi in sintranje v tekoči fazi. Sintranje v tekoči fazi uporablja večkomponentne nizkoevtektične okside, ki pri visokih temperaturah tvorijo evtektično tekočo fazo kot sintralna sredstva. To spremeni mehanizem prenosa mase keramičnega prahu iz difuzije v viskozni tok, ki lahko v primerjavi s sintranjem v trdni fazi znatno zmanjša energijo, potrebno za zgoščevanje keramike, v skladu z nacionalnimi pobudami za varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij.

Semicorex ponuja prilagojeneSiC mehanska tesnila. Če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete dodatne podrobnosti, ne oklevajte in stopite v stik z nami.

Kontaktna telefonska številka +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com