Ceramiczne uszczelnienia mechaniczne SiC

Uszczelnienia gazowe suche to nowy typ uszczelnień bezkontaktowych opracowany w wyniku zasadniczych ulepszeń uszczelnień mechanicznych, opartych na dynamicznych łożyskach ciśnieniowych. Uszczelnienia do gazu suchego zapewniają wysokie prędkości graniczne, doskonałe właściwości uszczelniające, długą żywotność, eliminują potrzebę stosowania układu oleju uszczelniającego, zużywają mniej energii, są łatwe w obsłudze oraz mają niskie koszty eksploatacji i konserwacji, co czyni je szeroko stosowanymi w przemyśle naftowym. Ze względu na dużą prędkość powierzchniową powierzchni uszczelniających, połączone działanie siły odśrodkowej i ciśnienia medium może powodować znaczne odkształcenia mechaniczne i termiczne pierścieni obrotowych i nieruchomych pod ciśnieniem i podczas pracy.  Ponieważ grubość filmu gazowego pomiędzy pierścieniami obrotowymi i stacjonarnymi wynosi zaledwie kilka mikrometrów, nawet niewielkie odkształcenie może poważnie wpłynąć na skuteczność uszczelnienia i niezawodność. Dlatego uszczelnienia do gazów suchych stawiają wysokie wymagania materiałom uszczelniającym parę cierną.

Aby zapewnić normalne działaniepierścienie uszczelniającew mechanicznych urządzeniach uszczelniających i biorąc pod uwagę takie czynniki, jak zmniejszenie tarcia, odporność na korozję i zapobieganie zatarciu, pierścienie uszczelniające są często wykonane z pary pierścieni o różnej twardości, zazwyczaj z pierścienia twardego i pierścienia miękkiego. Twardy pierścień jest zwykle pierścieniem obrotowym, więc twardy materiał pierścienia powinien mieć wystarczającą wytrzymałość i sztywność, dobre właściwości cierne, dobrą przewodność cieplną i odporność na ciepło oraz dobrą odporność na korozję.

Wysoka twardość i niski współczynnik tarciawęglik krzemuzapewniają mu doskonałą odporność na zużycie, dzięki czemu szczególnie nadają się do różnych warunków tarcia ślizgowego i zużycia. Węglik krzemu ma bardzo wysoką wytrzymałość w wysokiej temperaturze; jego wytrzymałość na zginanie w temperaturze 1400°C jest taka sama jak w temperaturze pokojowej. Można go przetwarzać na pierścienie uszczelniające o różnych kształtach, rozmiarach i wysokim wykończeniu powierzchni, zapewniające dobrą szczelność i długą żywotność. Dlatego węglik krzemu można stosować w uszczelnieniach mechanicznych w warunkach wysokiej temperatury.

Węglik krzemuma dobrą stabilność chemiczną i może wytrzymać różne silnie korozyjne media kwaśne i zasadowe, dzięki czemu nadaje się do uszczelnień mechanicznych w mediach korozyjnych. Zużycie korozyjne jest główną formą uszkodzeń materiałów pary ciernej. Prasowany na gorąco spiekany węglik krzemu tworzy na swojej powierzchni ochronną warstwę dwutlenku krzemu w atmosferze utleniającej, zachowując dobrą stabilność chemiczną i dużą odporność na korozję nawet w temperaturze 900°C.

Ceramika SiC to wysokowydajny specjalny materiał ceramiczny o wysokiej wytrzymałości, wysokiej twardości, odporności na wysoką temperaturę, odporności na korozję chemiczną, odporności na zużycie i odporności na szok termiczny. Jednakże, gdy uszczelki ceramiczne SiC ulegają kontaktowi ciernemu, ich wysoka twardość powoduje przyczepność pomiędzy dwiema powierzchniami roboczymi podczas rozruchu i wyłączania suchego uszczelnienia gazowego. Zwiększa to współczynnik tarcia i podnosi temperaturę powierzchni czołowej, co prowadzi do miejscowego nagrzewania i szoku termicznego.  Para cierna zaciera się i przylega, zwiększając zużycie powierzchni czołowej i znacznie skracając żywotność uszczelnienia, co skutkuje przedwczesną awarią. Dlatego konieczna jest modyfikacja ceramiki SiC. Badania pokazują, że równomiernie rozmieszczone nanocząstki, wąsy i włókna w osnowie ceramicznej SiC mogą hamować propagację wewnętrznych pęknięć w ceramice SiC poprzez mostkowanie pęknięć, ugięcie pęknięć, unieruchomienie pęknięć i hartowanie przez wyciąganie, poprawiając w ten sposób jej właściwości mechaniczne.

Obecnie głównymi metodami spiekania ceramiki SiC są spiekanie reakcyjne i spiekanie bezciśnieniowe. Ceramika SiC spiekana reakcyjnie ma słabą ogólną wydajność i nie może spełnić wymagań suchych uszczelek gazowych, podczas gdy bezciśnieniowo spiekany węglik krzemu wykazuje doskonałą twardość, pozorną porowatość, wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na ściskanie, co czyni go idealnym materiałem na pary cierne suchego uszczelnienia gazowego. Spiekanie bezciśnieniowe dzieli się dalej na spiekanie w fazie stałej i spiekanie w fazie ciekłej. Spiekanie w fazie ciekłej wykorzystuje wieloskładnikowe tlenki o niskiej zawartości eutektyki, które w wysokich temperaturach tworzą eutektyczną fazę ciekłą jako środki wspomagające spiekanie. Zmienia to mechanizm przenoszenia masy proszku ceramicznego z dyfuzji na przepływ lepki, co w porównaniu ze spiekaniem w fazie stałej może znacznie zmniejszyć energię wymaganą do zagęszczania ceramiki, dostosowując się do krajowych inicjatyw na rzecz oszczędzania energii i redukcji emisji.

Semicorex oferuje spersonalizowaneUszczelnienia mechaniczne SiC. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com