Mekanik Contada Elastomer Nedir

Mekanik contalar alanında elastomerler, elastik özellikler gösteren polimerik malzemelerdir. Bu çok yönlü malzemeler, etkili sızdırmazlık sağlamak ve sıvı sızıntısını önlemek için O-ringler, körükler ve ikincil contalar gibi çeşitli conta bileşenlerinde kullanılır.

Elastomerler, esneklik, dayanıklılık ve kimyasallara ve aşırı sıcaklıklara karşı direnç gibi benzersiz özelliklere sahiptir ve bu da onları zorlu endüstriyel uygulamalarda vazgeçilmez kılar. Belirli bir mekanik conta için uygun elastomerin seçimi, kapatılan sıvı, çalışma sıcaklığı, basınç ve kimyasal uyumluluk gibi faktörlere bağlıdır.

Mekanik Contada Elastomer Nedir

Elastomer, önemli bir bileşendir mekanik mühürler, geniş bir uygulama yelpazesinde sızdırmazlık ve esneklik sağlar. Elastomerler, elastik özellikler gösteren ve stres altında deforme olmalarına ve stres ortadan kalktığında orijinal şekillerine dönmelerine olanak tanıyan polimerik malzemelerdir. Mekanik conta tasarımlarında, elastomerler genellikle sızıntıyı önlemek ve şaft hareketini sağlamak için O-ringler, contalar ve körükler gibi ikincil contalar olarak kullanılır.

Elastomerlerin yaygın bir uygulaması mekanik mühürler elastomer körük contasıdır. Bu tip conta, hem ikincil conta hem de yay elemanı olarak görev yapan, eksenel esneklik sağlayan ve sabit bir sızdırmazlık kuvveti sağlayan elastomerik bir körükten oluşur. Elastomer körük contaları kompakt, montajı kolaydır ve dönüş yönünden bağımsız olarak çalışabilir, bu da onları çeşitli pompa tipleri ve boyutları için çok yönlü hale getirir.

Elastomerlerin Özellikleri

• Esneklik ve Esneklik: Elastomerler, stres altında deforme olma ve stres giderildikten sonra orijinal şekillerine geri dönme yeteneğine sahiptir. Bu esneklik, elastomer körüklerin ve diğer conta bileşenlerinin sızdırmazlık işlevini tehlikeye atmadan şaft hareketine, hizalama hatalarına ve titreşime uyum sağlamasını sağlar.
• Durometre Sertliği: Bir elastomerin durometre sertliği, girintiye karşı direncini ifade eder ve sertliğinin bir ölçüsüdür. Daha yumuşak elastomerler düzensiz yüzeylere karşı daha iyi sızdırmazlık sağlarken, daha sert elastomerler daha iyi aşınma direnci sunar ve daha yüksek basınçlı uygulamalar için uygundur.
• Sıkıştırma Seti Direnci: Sıkıştırma seti direnci, bir elastomerin sızdırmazlık kuvvetini koruma ve uzun süreli sıkıştırmaya maruz kaldıktan sonra orijinal şekline dönme yeteneğidir. Yüksek sıkıştırma seti direncine sahip elastomerler, kalıcı deformasyon nedeniyle conta arızası riskini en aza indirerek uzun süreler boyunca tutarlı sızdırmazlık performansı sağlar.
• Çekme Dayanımı: Çekme dayanımı, bir elastomerin kırılmadan önce dayanabileceği maksimum gerilimi ifade eder. Mekanik contalarda kullanılan elastomerler, conta tertibatının yay yükü ve sızdırmaz sıvı basıncı tarafından üretilen kuvvetlere karşı koyabilecek yeterli çekme dayanımına sahip olmalıdır.
• Kopma Uzaması: Kopma uzaması, bir elastomerin kopmadan önce geçirebileceği maksimum uzamadır. Kopma uzaması yüksek olan elastomerler, beklenmedik stres veya hareket durumunda bir emniyet marjı sağlayarak, arızalanmadan önemli deformasyona uyum sağlayabilir.
• Kimyasal Direnç: Mekanik contalarda kullanılan elastomerler, sızdırmaz sıvıya ve çevreleyen ortama maruz kaldığında bozulmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
• Sıcaklık Direnci: Çalışma sıcaklığı aralığı, mekanik bir conta için uygun elastomeri seçmede bir diğer kritik faktördür. Elastomerler, uygulamanın beklenen sıcaklık aralığında özelliklerini ve sızdırmazlık performansını korumalıdır.

Mekanik Contalarda Kullanılan Elastomer Çeşitleri

Nitril (NBR)

Nitril, Buna-N olarak da bilinir, yağlara, yakıtlara ve diğer hidrokarbon bazlı sıvılara karşı mükemmel direnci nedeniyle mekanik contalar için popüler bir elastomer seçimidir. İyi aşınma direnci sunar ve -30°C ile 110°C arasındaki sıcaklıklara dayanabilir. NBR, otomotiv sıvıları ve yağlayıcılar gibi petrol ürünlerini içeren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

Floroelastomer (FKM)

Genellikle Viton® olarak adlandırılan floroelastomerler olağanüstü kimyasal direnç gösterir ve 200°C'ye kadar yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Asitler, bazlar ve çözücüler dahil olmak üzere çok çeşitli agresif kimyasallara karşı dirençlidirler. FKM, kimyasal işleme, ilaç ve petrol ve gaz endüstrilerindeki mekanik contalar için ideal bir seçimdir.

Silikon (VMQ)

Silikon elastomerler, -60°C ile 230°C arasındaki geniş bir sıcaklık aralığında mükemmel termal kararlılıkları ve esneklikleriyle bilinirler. Ozon, UV radyasyonu ve hava koşullarına karşı iyi direnç gösterirler. Ancak silikonun yağlara ve çözücülere karşı direnci sınırlıdır. Genellikle yiyecek ve içecek, tıbbi ve farmasötik uygulamalarda kullanılır.

Etilen Propilen Dien Monomer (EPDM)

EPDM, ısıya, ozona ve hava koşullarına karşı mükemmel dirence sahip çok yönlü bir elastomerdir. -50°C ila 150°C arasındaki sıcaklıklara dayanabilir ve su, buhar ve hafif kimyasallar dahil olmak üzere çeşitli sıvılarla uyumludur. EPDM genellikle otomotiv, HVAC ve endüstriyel uygulamalarda kullanılır.

Perfloroelastomer (FFKM)

Kalrez® ve Chemraz® gibi perfloroelastomerler, piyasada bulunan en kimyasal dirençli elastomerlerdir. 327°C'ye kadar aşırı sıcaklıklara dayanabilirler ve son derece agresif asitler, bazlar ve çözücüler dahil olmak üzere hemen hemen tüm kimyasallarla uyumludurlar. FFKM, yarı iletken üretimi ve kimyasal işleme gibi conta arızasının ciddi sonuçlara yol açabileceği kritik uygulamalarda kullanılır.

Hidrolize dayanıklı poliüretan (HPU)

HPU elastomerleri, suya ve yüksek sıcaklıklara maruz kalma nedeniyle elastomerin bozulması olan hidrolize karşı özel olarak tasarlanmıştır. Mükemmel aşınma direnci sunarlar ve 120°C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilirler. HPU, genellikle su, atık su ve diğer sulu çözeltileri işleyen pompaların mekanik contalarında kullanılır.

Elastomerlerin Avantajları

Mükemmel Sızdırmazlık Performansı

Mekanik contalarda kullanılan elastomerler, çok çeşitli uygulamalarda mükemmel sızdırmazlık performansı sağlar. Elastiklikleri ve esneklikleri, sızdırmazlık sağladıkları yüzeylere sıkı bir şekilde uyum sağlamalarını sağlayarak sızıntıyı önleyen sıkı bir bariyer oluşturur. Bu, özellikle aşağıdaki gibi dinamik uygulamalarda önemlidir: santrifüj pompalar, contanın güvenilir bir sızdırmazlık sağlarken şaft hareketine uyum sağlaması gerekir.

Kimyasal Uyumluluk

Elastomerlerin sızdırmazlık uygulamalarındaki bir diğer önemli avantajı da kimyasal dirençleridir. Farklı elastomer bileşikleri çeşitli kimyasallara, çözücülere, yağlara ve diğer sıvılara maruz kalmaya dayanacak şekilde formüle edilmiştir. Örneğin, floroelastomerler (FKM) birçok agresif kimyasala, yakıta ve yağa karşı mükemmel direnç gösterir ve bu da onları zorlu endüstriyel ortamlarda kullanıma uygun hale getirir. Benzer şekilde, EPDM elastomerleri suya, buhara ve birçok polar çözücüye karşı iyi bir dirence sahiptir.

Sıcaklık Direnci

Mekanik contalarda kullanılan elastomerler de geniş bir sıcaklık aralığında çalışabilir. Farklı elastomer bileşikleri değişken sıcaklık kapasitelerine sahiptir ve bazıları aşırı yüksek veya düşük sıcaklıklarla başa çıkabilir. Örneğin floroelastomerler 200°C veya daha yüksek sıcaklıklara dayanabilirken silikon elastomerler -60°C kadar düşük sıcaklıklarda özelliklerini korur.

Aşınma ve Aşınma Direnci

Aşındırıcı ortam veya partikül içeren uygulamalarda, elastomerler diğer sızdırmazlık malzemelerine kıyasla iyi aşınma ve yıpranma direnci sağlar. Elastomerlerin esnek yapısı, aşındırıcı partiküllerden kaynaklanan darbeyi kalıcı hasar olmadan emmelerini sağlar. Hidrolize dirençli poliüretan (HPU) gibi bazı elastomer bileşikleri, özellikle gelişmiş aşınma direnci için formüle edilmiştir.

Titreşim ve Şok Emilimi

Elastomerlerin doğal sönümleme özellikleri, mekanik sistemlerdeki titreşim ve şok yüklerini emmede onları mükemmel kılar. Yüksek titreşim veya ani darbe kuvvetlerinin olduğu uygulamalarda, mekanik contalardaki elastomerik bileşenler, sızdırmazlık yüzeylerini ve diğer kritik bileşenleri hasardan korumaya yardımcı olur. Elastomer, enerjiyi dağıtan ve titreşimin conta yüzeylerine iletilmesini azaltan bir tampon görevi görür.

Maliyet etkinliği

Elastomerler genellikle diğer özel sızdırmazlık malzemelerinden daha uygun maliyetlidir. Elastomerler için ham maddeler ve üretim süreçleri genellikle egzotik alaşımlara veya gelişmiş seramiklere kıyasla daha ucuzdur. Ayrıca, elastomerlerin çok yönlülüğü, bunların çok çeşitli mekanik sızdırmazlık tasarımları ve uygulamalarında kullanılmasına olanak tanır ve maliyetli özel çözümlere olan ihtiyacı azaltır.

Elastomer Performansını Etkileyen Faktörler

Çalışma Sıcaklığı

Elastomerlerin mekanik özelliklerinin bozulduğu belirli sıcaklık sınırları vardır. Örneğin, nitril (NBR) -30°C ila 110°C arasındaki sıcaklıklar için uygundur, floroelastomerler (FKM) ise -20°C ila 200°C'ye dayanabilir. Önerilen sıcaklık aralığının aşılması, elastomerin sertleşmesine, yumuşamasına veya bozulmasına neden olarak contanın performansını ve hizmet ömrünü tehlikeye atabilir.

Kimyasal Uyumluluk

Elastomer, aşırı şişme, büzülme veya bozulma olmadan kimyasal ortama dayanmalıdır. Farklı elastomerler çeşitli kimyasallara karşı direnç sunar:

• Nitril (NBR): Mineral yağlara, greslere ve bazı yakıtlara karşı dayanıklıdır
• Floroelastomer (FKM): Agresif kimyasallara, yağlara ve çözücülere karşı mükemmel direnç
• EPDM: Ketonlara, alkollere ve fren sıvılarına karşı iyi direnç, ancak yağlara karşı zayıf direnç
• FFKM: Çok çeşitli sert kimyasallara dayanıklı, üstün kimyasal direnç

Elastomer ile ortam arasındaki uyumsuzluk conta bozulmasına ve sızıntıya yol açabilir.

Basınç

Yüksek basınçlar aşırı sıkıştırma setine neden olarak elastomerin uygun bir sızdırmazlık sağlama yeteneğini azaltabilir. Basınç sınırı elastomer türüne ve conta tasarımına bağlıdır. Örneğin, kompakt tasarıma sahip bir kauçuk körük contası, standart bir O-ringe kıyasla daha yüksek basınçları kaldırabilir.

Aşınma ve Yıpranma

Aşındırıcı parçacıklar veya ortam içeren uygulamalarda, elastomer erken aşınmayı önlemek için iyi aşınma direnci göstermelidir. FKM veya FFKM gibi daha sert elastomerler genellikle silikon veya EPDM gibi daha yumuşak malzemelere kıyasla daha iyi aşınma direnci sunar. Ancak, daha sert elastomerler esneklik gerektiren dinamik uygulamalarda sızdırmazlık performansını tehlikeye atabilir.

Mil Hızı ve Sapma

Elastomer, dinamik sızdırmazlık uygulamalarında şaft hareketini ve kaçıklığını karşılamalıdır. Yüksek şaft hızları ısı üretebilir ve elastomerin daha hızlı aşınmasına neden olabilir. Aşırı şaft kaçıklığı veya yanlış hizalama, düzensiz aşınmaya ve sızıntıya yol açabilir. FKM veya FFKM gibi iyi sıkıştırma seti direncine ve elastikiyetine sahip elastomerler, yüksek hızlı uygulamalar için daha uygundur. Bir bobin yayı veya kıvrımlar dahil etmek gibi uygun conta tasarımı, şaft hareketini telafi etmeye ve sızdırmazlık etkinliğini korumaya yardımcı olabilir.