Gids voor materiaalkeuze mechanische afdichting

Keramiek

Keramiek, met name aluminiumoxide (Al2O3), is een populaire keuze voor materialen voor afdichtingsvlakken vanwege de uitstekende chemische bestendigheid, slijtvastheid en hoge thermische geleidbaarheid. Het is geschikt voor een breed scala aan schone toepassingen en is bestand tegen extreme temperaturen tot 982 °C. Keramiek is echter bros en gevoelig voor thermische schokken, waardoor het minder geschikt is voor toepassingen met snelle temperatuurveranderingen of mechanische schokken.

Koolstof

Koolstof is een veelzijdig afdichtingsvlakmateriaal dat bekend staat om zijn zelfsmerende eigenschappen en compatibiliteit met een breed scala aan procesvloeistoffen. Het biedt een goede chemische weerstand tegen de meeste aromatische koolwaterstoffen, oplosmiddelen en zuren. Koolstofsoorten, zoals met hars geïmpregneerde koolstof, beschikken over verbeterde mechanische sterkte en slijtvastheid. Koolstof heeft echter een beperkte slijtvastheid en wordt niet aanbevolen voor gebruik met zeer schurende procesvloeistoffen of extreme drukomstandigheden.

Silicium carbide

Siliciumcarbide (SiC) is een ideaal materiaal voor afdichtingsvlakken voor zware omstandigheden vanwege de uitzonderlijke hardheid, slijtvastheid en chemische inertie. Het biedt uitstekende thermische geleidbaarheid en maatvastheid, waardoor het geschikt is voor toepassingen bij hoge temperaturen tot 538 °C (1000 °F). Siliciumcarbide wordt vaak gecombineerd met zichzelf of met andere harde oppervlaktematerialen zoals wolfraamcarbide voor optimale prestaties in veeleisende toepassingen.

Wolfraamcarbide

Wolfraamcarbide is een hard, dicht materiaal met uitstekende slijtvastheid en chemische compatibiliteit. Het wordt vaak gebruikt in mechanische afdichtingen voor schurende en hogedruktoepassingen. Wolfraamcarbide kan worden gecombineerd met zichzelf of met andere harde oppervlaktematerialen voor verbeterde duurzaamheid en prestaties. Het heeft echter een relatief hoge thermische uitzettingscoëfficiënt, wat kan leiden tot thermische vervorming bij extreme temperatuuromstandigheden.

Ni-resist

Ni-Resist is een nikkel-chroomlegering die bekend staat om zijn uitstekende corrosieweerstand en matige slijtvastheid. Het is geschikt voor het afdichten van agressieve chemicaliën en viskeuze vloeistoffen in lagedruktoepassingen. Ni-Resist heeft een goede thermische geleidbaarheid en is bestand tegen temperaturen tot 538°C. Het heeft echter een beperkte slijtvastheid en is mogelijk niet geschikt voor zeer schurende procesvloeistoffen.

GFPTFE

Met glas gevuld PTFE (GFPTFE) is een zelfsmerend, niet-metalen materiaal voor het afdichtingsvlak met uitstekende chemische weerstand tegen een breed scala aan chemicaliën, waaronder zuren, logen en oplosmiddelen. Het heeft een lage wrijvingscoëfficiënt en goede slijtvastheid, waardoor het geschikt is voor lagedruktoepassingen en schone vloeistoffen. GFPTFE kan werken bij temperaturen variërend van -240°C tot 260°C (-400°F tot 500°F), maar heeft een beperkte mechanische sterkte vergeleken met metalen materialen.

Verschil tussen afdichtingsvlakmaterialen

Materiaal	Chemische weerstand	Slijtvastheid	Temperatuurbereik	Warmtegeleiding	Mechanische kracht	Slijtvastheid	Geschikte toepassingen
Keramiek (Al2O3)	Uitstekend	Uitstekend	Tot 982°C (1.800°F)	Hoog	Breekbaar, gevoelig voor thermische schokken	Uitstekend	Schone toepassingen, hoge temperaturen
Koolstof	Goede bestendigheid tegen koolwaterstoffen, oplosmiddelen en zuren	Gematigd	Varieert per graad	Gematigd	Beperkt, verbeterd met harsimpregnering	Beperkt	Groot assortiment procesvloeistoffen, vermijd schurende vloeistoffen of extreme druk
Siliciumcarbide (SiC)	Buitengewoon	Uitstekend	Tot 538°C (1.000°F)	Uitstekend	Hoog	Uitstekend	Zware omgevingen, veeleisende toepassingen
Wolfraamcarbide	Uitstekend	Uitstekend	Varieert per graad	Gematigd	Hoog	Uitstekend	Schuur- en hogedruktoepassingen
Ni-resist	Uitstekende corrosieweerstand, matige slijtvastheid	Gematigd	Tot 538°C (1.000°F)	Goed	Gematigd	Beperkt	Agressieve chemicaliën, stroperige vloeistoffen, lagedruktoepassingen
GFPTFE	Uitstekende weerstand tegen zuren, logen en oplosmiddelen	Goed	-400°F tot 500°F (-240°C tot 260°C)	Laag	Beperkt	Gematigd	Lagedruktoepassingen, schone vloeistoffen

Elastomere materialen

Buna (Nitril)

Buna, ook wel nitrilrubber genoemd, is een synthetisch rubbercopolymeer dat goed bestand is tegen oliën, brandstoffen en hydraulische vloeistoffen. Het heeft een breed bedrijfstemperatuurbereik van -40 °C tot 121 °C (-40 °F tot 250 °F) en biedt uitstekende mechanische eigenschappen. Buna is een kosteneffectieve keuze voor elastomeren voor algemene afdichtingstoepassingen.

EPDM

Ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) is een veelzijdig elastomeermateriaal dat uitzonderlijke weerstand biedt tegen ozon, verwering en veroudering. Het heeft een goede chemische weerstand tegen een breed scala aan chemicaliën, waaronder zuren, alkaliën en ketonen. EPDM heeft een breed bedrijfstemperatuurbereik van -51°C tot 149°C (-60°F tot 300°F) en wordt vaak gebruikt in toepassingen buitenshuis en bij hoge temperaturen.

Viton

Viton, ook bekend als fluorkoolstofrubber, is een hoogwaardig elastomeer dat uitstekende chemische weerstand biedt tegen agressieve chemicaliën, oliën en oplosmiddelen. Het heeft een breed bedrijfstemperatuurbereik van -20 °F tot 400 °F (-29 °C tot 204 °C) en behoudt zijn mechanische eigenschappen, zelfs bij verhoogde temperaturen. Viton is ideaal voor veeleisende toepassingen in de chemische proces-, olie- en gas- en automobielindustrie.

Verschil tussen elastomeermaterialen

Elastomeer materiaal	Temperatuurbereik	Chemische weerstand	Slijtvastheid	Belangrijkste eigenschappen
Buna (Nitril)	-40°F tot 250°F (-40°C tot 121°C)	Goede bestendigheid tegen oliën, brandstoffen en hydraulische vloeistoffen	Gematigd	Kosteneffectief, slechte weerstand tegen ozon en zonlicht
EPDM	-60°F tot 300°F (-51°C tot 149°C)	Goede weerstand tegen zuren, logen en stoom	Gematigd	Uitstekende weerstand tegen ozon, zonlicht en weersveroudering, beperkte weerstand tegen oliën en brandstoffen
Viton (fluorkoolstof)	-20°F tot 400°F (-29°C tot 204°C)	Uitzonderlijke weerstand tegen een breed scala aan agressieve chemicaliën, waaronder aromatische koolwaterstoffen, gechloreerde oplosmiddelen en zuren	Uitstekend	Hoge prestaties, duur, beperkte flexibiliteit bij lage temperaturen

Hoe u het juiste mechanische afdichtingsmateriaal selecteert

Chemische compatibiliteit

Het afdichtingsvlak en de elastomeermaterialen moeten compatibel zijn met de procesvloeistof om chemische corrosie, zwelling of degradatie te voorkomen. Gebruik een compatibiliteitscontrole of overleg met de materiaalfabrikant om er zeker van te zijn dat de geselecteerde materialen geschikt zijn voor de specifieke chemische omgeving.

Temperatuurbereik

Houd rekening met het bedrijfstemperatuurbereik van de toepassing en kies materialen die bestand zijn tegen de verwachte extreme temperaturen. Materialen voor afdichtingsvlakken zoals keramiek en siliciumcarbide kunnen hoge temperaturen aan, terwijl elastomeren zoals Viton en EPDM uitstekende prestaties bij hoge temperaturen bieden.

Drukomstandigheden

Evalueer de drukomstandigheden van de toepassing en selecteer materialen die bestand zijn tegen het verwachte drukbereik. Harde afdichtingsmaterialen zoals wolfraamcarbide en siliciumcarbide zijn geschikt voor hogedruktoepassingen, terwijl elastomeren met een goede mechanische sterkte, zoals Buna en Viton, matige tot hoge drukken aankunnen.

Mechanische kracht

Houd rekening met de mechanische eigenschappen van het afdichtingsvlak en de elastomeermaterialen, zoals hardheid, slijtvastheid en slijtvastheid. Kies materialen die bestand zijn tegen de mechanische spanningen en schurende omstandigheden van de toepassing om langdurige afdichtingsprestaties te garanderen.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de meest duurzame materialen voor hogedruktoepassingen?

Voor hogedruktoepassingen zijn de meest duurzame materialen voor afdichtingsvlakken wolfraamcarbide en siliciumcarbide. Deze materialen bieden uitzonderlijke slijtvastheid, hardheid en mechanische sterkte, waardoor ze geschikt zijn voor veeleisende omgevingen. Elastomeren met goede mechanische eigenschappen, zoals Viton en Buna, kunnen ook hoge drukomstandigheden aan.

Zijn er materialen die bijzonder resistent zijn tegen chemische corrosie?

Keramische materialen, zoals aluminiumoxide, en geavanceerde keramiek, zoals siliciumcarbide, bieden uitstekende chemische weerstand tegen een breed scala aan chemicaliën, waaronder zuren, logen en oplosmiddelen. Fluorkoolstofelastomeren, zoals Viton, bieden bovendien een uitzonderlijke chemische weerstand tegen agressieve chemicaliën en zijn geschikt voor veeleisende toepassingen in de chemische procesindustrie.

Kan ik hetzelfde materiaal gebruiken voor alle onderdelen van de afdichting?

Het wordt niet aanbevolen om voor alle delen van de afdichting hetzelfde materiaal te gebruiken, omdat verschillende componenten specifieke eisen stellen. Afdichtingsvlakken zijn doorgaans gemaakt van harde materialen zoals keramiek, carbiden of koolstof, terwijl secundaire afdichtingen (elastomeren) zijn gemaakt van zachtere materialen zoals Buna, EPDM of Viton.