Etanșări mecanice pentru aplicații la temperatură înaltă

În mediile industriale cu temperaturi ridicate, menținerea integrității și fiabilității etanșărilor mecanice este esențială. Sunt necesare materiale și design specializate pentru a rezista la solicitări termice extreme și pentru a preveni scurgerile în aplicații critice.

Acest articol va explora considerentele și soluțiile cheie pentru etanșările mecanice care funcționează în condiții de temperatură ridicată.

Moduri obișnuite de eroare din cauza temperaturilor ridicate

Degradarea termică a materialelor față de etanșare

Temperaturile ridicate pot provoca degradarea termică a fata sigiliului materiale, ceea ce duce la uzură prematură și defecțiuni. Căldura generată în timpul funcționării poate distruge structura moleculară a fețelor de etanșare, făcându-le să-și piardă proprietățile mecanice și stabilitatea dimensională. Această deteriorare poate duce la scurgeri crescute, eficiență redusă de etanșare și, în cele din urmă, defectarea etanșării.

Expansiune și distorsiune termică

Dilatarea termică diferențială dintre componentele etanșării și echipamentul înconjurător poate cauza deformarea și alinierea greșită a fețelor etanșării. Pe măsură ce temperatura crește, diferitele materiale se extind la viteze diferite, potențial creând goluri sau provocând deformarea fețelor de etanșare. Această distorsiune poate duce la o scurgere sporită, o uzură accelerată și o performanță redusă de etanșare.

Defalcarea lubrifiantului și carbonizarea

Temperaturile ridicate pot provoca defalcarea și carbonizarea lubrifianților utilizați la etanșările mecanice. Căldura poate degrada proprietățile lubrifiantului, reducând eficacitatea acestuia în reducerea frecării și uzurii între fețele de etanșare. Carbonizarea are loc atunci când lubrifiantul se descompune și formează depuneri de carbon dur și abraziv pe fețele de etanșare, ceea ce duce la uzură accelerată și scurgere.

Degradarea etanșării secundare

Mediul cu temperaturi ridicate poate afecta și etanșările secundare, cum ar fi inelele O sau garniturile, utilizate la etanșările mecanice. Aceste etanșări sunt de obicei realizate din materiale elastomerice care se pot degrada și își pot pierde elasticitatea atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate. Degradarea etanșărilor secundare poate duce la scurgeri, compromițând performanța generală de etanșare a etanșare mecanică.

Șoc termic și ciclism

Schimbările rapide de temperatură, cunoscute sub numele de șoc termic, pot provoca stres semnificativ asupra componentelor etanșării mecanice. Ciclul termic, în care etanșarea suferă cicluri repetate de încălzire și răcire, poate duce la oboseală și crăpare a fețelor etanșării și a altor componente. Aceste tensiuni termice pot reduce durata de viață a etanșării și pot crește probabilitatea defecțiunii premature.

Tipuri de etanșări mecanice pentru temperaturi ridicate

Atunci când alegeți etanșările mecanice pentru aplicații la temperaturi înalte, este important să luați în considerare caracteristicile specifice de proiectare care permit funcționarea fiabilă în condiții extreme. Următoarele tipuri de etanșări mecanice sunt utilizate în mod obișnuit în medii cu temperaturi ridicate:

Sigilii unice

Etanșările mecanice simple constau dintr-un singur set de fețe de etanșare, de obicei realizate din materiale capabile să reziste la temperaturi ridicate. Aceste etanșări sunt adesea folosite în aplicații în care fluidul de proces nu este foarte volatil sau periculos. Materialele primare ale feței de etanșare pentru etanșările unice la temperatură înaltă includ:

• Carbură de siliciu: Oferă rezistență excelentă la căldură și rezistență la șocuri termice
• Carbură de wolfram: Oferă duritate ridicată și rezistență la uzură la temperaturi ridicate
• Grafit de carbon: prezintă o bună conductivitate termică și proprietăți de auto-lubrifiere

Pentru a îmbunătăți performanța etanșării individuale în aplicații la temperaturi ridicate, în designul etanșării pot fi încorporate caracteristici suplimentare, cum ar fi cămăși de răcire, aripioare de disipare a căldurii și bariere termice.

Sigilii duble

Etanșări mecanice duble oferă un strat suplimentar de protecție în medii cu temperaturi ridicate, făcându-le potrivite pentru aplicații care implică fluide periculoase sau volatile. Aceste etanșări constau din două seturi de fețe de etanșare, cu un fluid de barieră circulat între ele. Lichidul de barieră servește la lubrifierea fețelor de etanșare, la disiparea căldurii și la prevenirea scurgerii fluidului de proces în atmosferă.

Unele fluide de barieră utilizate în mod obișnuit includ:

• Fluide pe bază de glicol: Oferă o bună stabilitate termică și proprietăți de transfer termic
• Fluide perfluoropolieter (PFPE): Oferă rezistență chimică și termică excelentă
• Fluide pe bază de silicon: prezintă o bună stabilitate termică și volatilitate scăzută

Etanșările duble pentru aplicații la temperatură înaltă pot include și sisteme de răcire, cum ar fi schimbătoare de căldură sau răcitoare de aer, pentru a menține temperatura fluidului de barieră în limite acceptabile.

Sigilii pentru cartuș

Garniturile mecanice cu cartuș sunt unități pre-asamblate care combină componentele de etanșare, placa de etanșare și manșonul într-un singur pachet ușor de instalat. Aceste etanșări oferă mai multe avantaje în aplicațiile la temperaturi înalte, inclusiv:

• Instalare și întreținere simplificate: Garniturile cartuşului reduc riscul de asamblare incorectă și minimizează timpul de nefuncţionare în timpul înlocuirii garniturii
• Aliniere îmbunătățită a feței de etanșare: Designul pre-asamblat asigură alinierea corectă a fețelor de etanșare, reducând riscul de defecțiune prematură din cauza nealinierii
• Prevenire îmbunătățită a scurgerilor: garniturile cu cartuș încorporează adesea elemente de etanșare secundare, cum ar fi inele O sau garnituri, pentru a preveni scurgerile între componentele de etanșare și echipament.

Selectia materialelor