ինչպես ընտրել ճիշտ նյութը մեխանիկական լիսեռի կնիքի համար

Ձեր կնիքի համար նյութ ընտրելը կարևոր է, քանի որ այն դեր կխաղա հավելվածի որակի, կյանքի տևողության և կատարողականի որոշման և ապագայում խնդիրների նվազեցման գործում: Այստեղ մենք նայում ենք, թե ինչպես է շրջակա միջավայրը ազդելու կնիքների նյութի ընտրության վրա, ինչպես նաև որոշ ամենատարածված նյութերի վրա, և թե որ կիրառություններին են դրանք առավել հարմար:

Բնապահպանական գործոններ

Դիզայնի և նյութի ընտրության ժամանակ կարևոր է այն միջավայրը, որին ենթարկվելու է կնիքը: Կան մի շարք հիմնական հատկություններ, որոնք անհրաժեշտ են կնքման նյութերին բոլոր միջավայրերի համար, ներառյալ կայուն կնիքի դեմքի ստեղծումը, որը կարող է ջերմություն վարել, քիմիապես դիմացկուն է և լավ մաշվածության դիմադրություն:

Որոշ միջավայրերում այս հատկությունները պետք է ավելի ուժեղ լինեն, քան մյուսներում: Նյութի այլ հատկություններ, որոնք պետք է հաշվի առնվեն շրջակա միջավայրը դիտարկելիս, ներառում են կարծրություն, կոշտություն, ջերմային ընդլայնում, մաշվածություն և քիմիական դիմադրություն: Սրանք նկատի ունենալը կօգնի ձեզ գտնել ձեր կնիքի իդեալական նյութը:

Շրջակա միջավայրը կարող է նաև որոշել՝ կարո՞ղ է առաջնահերթություն տալ կնիքի արժեքին կամ որակին: Հղկող և կոշտ միջավայրերի դեպքում կնիքները կարող են ավելի թանկ լինել, քանի որ նյութերը պետք է բավականաչափ ամուր լինեն այս պայմաններին դիմակայելու համար:

Նման միջավայրերի համար բարձրորակ կնիքի համար գումար ծախսելը ժամանակի ընթացքում կվերադարձնի ինքն իրեն, քանի որ դա կօգնի կանխել ծախսատար անջատումները, վերանորոգումները և կնիքի վերանորոգումը կամ փոխարինումը, ինչը կհանգեցնի ավելի ցածր որակի կնիքի: Այնուամենայնիվ, պոմպային կիրառման դեպքում շատ մաքուր հեղուկ, որն օժտված է քսող հատկություններով, կարելի է գնել ավելի էժան կնիք՝ հօգուտ բարձրորակ առանցքակալների:

Ընդհանուր կնիքի նյութեր

Ածխածին

Կնիքների երեսներում օգտագործվող ածխածինը ամորֆ ածխածնի և գրաֆիտի խառնուրդ է, որոնցից յուրաքանչյուրի տոկոսը որոշում է ածխածնի վերջնական դասի ֆիզիկական հատկությունները: Այն իներտ, կայուն նյութ է, որը կարող է ինքնաքսել:

Այն լայնորեն օգտագործվում է որպես մեխանիկական կնիքների զույգ ծայրային երեսներից մեկը, և այն նաև հանրաճանաչ նյութ է հատվածավոր շրջագծային կնիքների և մխոցների օղակների համար չոր կամ փոքր քանակությամբ քսման տակ: Այս ածխածնի/գրաֆիտի խառնուրդը կարող է նաև ներծծվել այլ նյութերով` դրան տալով տարբեր բնութագրեր, ինչպիսիք են ծակոտկենության նվազեցումը, մաշվածության բարելավված կատարումը կամ բարելավված ամրությունը:

Ջերմակայուն խեժով ներծծված ածխածնային կնիքը ամենատարածվածն է մեխանիկական կնիքների համար, ընդ որում, խեժով ներծծված ածխածնի մեծ մասը կարող է գործել քիմիական նյութերի լայն տեսականիում՝ ուժեղ հիմքերից մինչև ուժեղ թթուներ: Նրանք նաև ունեն լավ շփման հատկություններ և համապատասխան մոդուլ, որը կօգնի վերահսկել ճնշման աղավաղումները: Այս նյութը հարմար է ջրի, հովացուցիչ նյութերի, վառելիքի, յուղերի, թեթև քիմիական լուծույթների, ինչպես նաև սննդի և դեղերի օգտագործման համար մինչև 260°C (500°F):

Անտիմոնով ներծծված ածխածնային կնիքները նույնպես հաջողակ են՝ շնորհիվ անտիմոնի ուժի և մոդուլի, ինչը այն լավ է դարձնում բարձր ճնշման կիրառման համար, երբ անհրաժեշտ է ավելի ամուր և կոշտ նյութ: Այս կնիքները նաև ավելի դիմացկուն են բշտիկների առաջացմանը բարձր մածուցիկությամբ հեղուկների կամ թեթև ածխաջրածինների օգտագործման դեպքում, ինչը այն դարձնում է ստանդարտ դասի շատ նավթավերամշակման կիրառությունների համար:

Ածխածինը կարող է նաև ներծծվել թաղանթ ձևավորողներով, ինչպիսիք են ֆտորիդները չոր վազքի համար, կրիոգենիկ և վակուումային կիրառման համար, կամ օքսիդացման արգելակիչներ, ինչպիսիք են ֆոսֆատները բարձր ջերմաստիճանի, բարձր արագության և տուրբինային կիրառման համար մինչև 800 ֆտ/վրկ և մոտ 537°C (1000°F):

Կերամիկական

Կերամիկան անօրգանական ոչ մետաղական նյութեր են, որոնք պատրաստված են բնական կամ սինթետիկ միացություններից, առավել հաճախ ալյումինի օքսիդից կամ կավահողից: Այն ունի բարձր հալման կետ, բարձր կարծրություն, բարձր մաշվածության դիմադրություն և օքսիդացման դիմադրություն, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են մեքենաները, քիմիական նյութերը, նավթը, դեղագործությունը և ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը:

Այն նաև ունի գերազանց դիէլեկտրական հատկություններ և սովորաբար օգտագործվում է էլեկտրական մեկուսիչների, մաշվածության դիմացկուն բաղադրիչների, հղկող միջավայրերի և բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչների համար: Բարձր մաքրության դեպքում կավահողն ունի գերազանց քիմիական դիմադրություն տեխնոլոգիական հեղուկների մեծ մասի նկատմամբ, բացի որոշ ուժեղ թթուներից, ինչը հանգեցնում է նրան, որ այն օգտագործվում է մեխանիկական կնիքների բազմաթիվ կիրառություններում: Այնուամենայնիվ, ալյումինը կարող է հեշտությամբ կոտրվել ջերմային ցնցումների ժամանակ, ինչը սահմանափակել է դրա օգտագործումը որոշ ծրագրերում, որտեղ դա կարող է խնդիր լինել:

Սիլիցիումի կարբիդ

Սիլիցիումի կարբիդը ստացվում է սիլիցիումի և կոքսի միաձուլմամբ: Այն քիմիապես նման է կերամիկականին, բայց ունի ավելի լավ քսելու հատկություններ և ավելի կոշտ է, ինչը այն դարձնում է լավ դիմացկուն լուծում կոշտ միջավայրերի համար:

Այն կարող է նաև նորից փաթաթվել և փայլեցնել, որպեսզի կնիքը հնարավոր լինի վերանորոգել մի քանի անգամ իր կյանքի ընթացքում: Այն սովորաբար օգտագործվում է ավելի մեխանիկորեն, օրինակ՝ մեխանիկական կնիքներում՝ իր լավ քիմիական կոռոզիոն դիմադրության, բարձր ամրության, բարձր կարծրության, լավ մաշվածության դիմադրության, շփման փոքր գործակցի և բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության համար:

Երբ օգտագործվում է մեխանիկական կնիքների երեսների համար, սիլիցիումի կարբիդը հանգեցնում է բարելավված աշխատանքի, կնիքի ժամկետի ավելացման, պահպանման ավելի ցածր ծախսերի և պտտվող սարքավորումների, ինչպիսիք են տուրբինները, կոմպրեսորները և կենտրոնախույս պոմպերը: Սիլիցիումի կարբիդը կարող է ունենալ տարբեր հատկություններ՝ կախված այն բանից, թե ինչպես է այն արտադրվել: Ռեակցիայի հետ կապված սիլիցիումի կարբիդը ձևավորվում է ռեակցիայի գործընթացում սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները միմյանց հետ կապելու միջոցով:

Այս գործընթացը էականորեն չի ազդում նյութի ֆիզիկական և ջերմային հատկությունների մեծ մասի վրա, սակայն այն սահմանափակում է նյութի քիմիական դիմադրությունը: Ամենատարածված քիմիկատները, որոնք խնդիր են հանդիսանում, կաուստիկ նյութերն են (և բարձր pH-ի այլ քիմիկատներ) և ուժեղ թթուները, հետևաբար, ռեակցիայի հետ կապված սիլիցիումի կարբիդը չպետք է օգտագործվի այս հավելվածների հետ:

Ինքնասոսնձվող սիլիցիումի կարբիդը պատրաստվում է սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները ուղղակիորեն միասին սինթրելով, օգտագործելով ոչ օքսիդային սինթրման միջոցներ իներտ միջավայրում՝ 2000°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Երկրորդական նյութի (օրինակ՝ սիլիցիումի) բացակայության պատճառով ուղղակի սինտրացված նյութը քիմիապես դիմացկուն է գրեթե ցանկացած հեղուկի և գործընթացի պայմանների, որոնք կարող են դիտվել կենտրոնախույս պոմպերում:

Վոլֆրամի կարբիդ

Վոլֆրամի կարբիդը շատ բազմակողմանի նյութ է, ինչպիսին է սիլիցիումի կարբիդը, բայց այն ավելի հարմար է բարձր ճնշման կիրառման համար, քանի որ այն ունի ավելի բարձր առաձգականություն, ինչը թույլ է տալիս նրան շատ թեթև ճկվել և կանխել դեմքի աղավաղումը: Ինչպես սիլիցիումի կարբիդը, այն կարելի է նորից փաթաթել և փայլեցնել:

Վոլֆրամի կարբիդներն առավել հաճախ արտադրվում են որպես ցեմենտացված կարբիդներ, ուստի վոլֆրամի կարբիդն ինքնին կապելու փորձ չկա: Երկրորդական մետաղ է ավելացվում՝ վոլֆրամի կարբիդի մասնիկները միմյանց կապելու կամ ցեմենտացնելու համար, ինչի արդյունքում ստացվում է նյութ, որն ունի և՛ վոլֆրամի կարբիդի, և՛ մետաղական կապի համակցված հատկությունները:

Սա շահավետ է օգտագործվել՝ ապահովելով ավելի մեծ ամրություն և ազդեցության ուժ, քան հնարավոր է միայն վոլֆրամի կարբիդի դեպքում: Ցեմենտավորված վոլֆրամի կարբիդի թույլ կողմերից է նրա բարձր խտությունը։ Նախկինում օգտագործվում էր կոբալտով կապված վոլֆրամի կարբիդ, սակայն այն աստիճանաբար փոխարինվեց նիկելով կապված վոլֆրամի կարբիդով, քանի որ այն չունի արդյունաբերության համար պահանջվող քիմիական համատեղելիության շրջանակը:

Նիկելով կապված վոլֆրամի կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է կնիքի դեմքերի համար, որտեղ ցանկալի է բարձր ամրություն և բարձր ամրության հատկություններ, և այն ունի լավ քիմիական համատեղելիություն, որը հիմնականում սահմանափակվում է ազատ նիկելով:

GFPTFE

GFPTFE-ն ունի լավ քիմիական դիմադրություն, և ավելացված ապակին նվազեցնում է կնքման երեսների շփումը: Այն իդեալական է համեմատաբար մաքուր կիրառությունների համար և ավելի էժան է, քան մյուս նյութերը: Կան ենթատեսակներ, որոնք կարող են ավելի լավ համապատասխանեցնել կնիքը պահանջներին և շրջակա միջավայրին՝ բարելավելով դրա ընդհանուր կատարումը:

Բունա

Buna-ն (նաև հայտնի է որպես նիտրիլային կաուչուկ) ծախսարդյունավետ էլաստոմեր է O-օղակների, հերմետիկ նյութերի և կաղապարված արտադրանքների համար: Այն հայտնի է իր մեխանիկական կատարողականությամբ և լավ է գործում նավթի վրա հիմնված, նավթաքիմիական և քիմիական կիրառություններում: Այն նաև լայնորեն օգտագործվում է հում նավթի, ջրի, տարբեր ալկոհոլի, սիլիկոնային քսուքի և հիդրավլիկ հեղուկների համար՝ իր անճկունության պատճառով:

Քանի որ Buna-ն սինթետիկ կաուչուկի համապոլիմեր է, այն լավ է գործում այն ​​կիրառություններում, որոնք պահանջում են մետաղի կպչունություն և քայքայումին դիմացկուն նյութ, և այս քիմիական ֆոնը նաև այն դարձնում է իդեալական հերմետիկ կիրառման համար: Ավելին, այն կարող է դիմակայել ցածր ջերմաստիճաններին, քանի որ այն նախագծված է թույլ թթվային և մեղմ ալկալային դիմադրությամբ:

Buna-ն սահմանափակվում է ծայրահեղ գործոններով, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանը, եղանակը, արևի լույսը և գոլորշու դիմադրությունը, և հարմար չէ թթուներ և պերօքսիդ պարունակող մաքուր տեղում (CIP) ախտահանող միջոցների համար:

EPDM

EPDM-ը սինթետիկ կաուչուկ է, որը սովորաբար օգտագործվում է ավտոմոբիլային, շինարարական և մեխանիկական կիրառություններում՝ կնիքների և Օ-օղակների, խողովակների և լվացքի մեքենաների համար: Այն ավելի թանկ է, քան Buna-ն, բայց կարող է դիմակայել մի շարք ջերմային, եղանակային և մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ իր երկարատև բարձր առաձգական ուժի: Այն ունիվերսալ է և իդեալական է ջրի, քլորի, սպիտակեցնող նյութերի և այլ ալկալային նյութերի կիրառման համար:

Իր առաձգական և կպչուն հատկությունների շնորհիվ, երբ ձգվելուց հետո, EPDM-ը վերադառնում է իր սկզբնական ձևին՝ անկախ ջերմաստիճանից: EPDM-ը խորհուրդ չի տրվում նավթային յուղերի, հեղուկների, քլորացված ածխաջրածինների կամ ածխաջրածնային լուծիչների օգտագործման համար:

Վիտոն

Viton-ը երկարատև, բարձր արդյունավետությամբ, ֆտորացված, ածխաջրածնային ռետինե արտադրանք է, որն առավել հաճախ օգտագործվում է O-Rings-ի և կնիքների մեջ: Այն ավելի թանկ է, քան մյուս ռետինե նյութերը, բայց նախընտրելի տարբերակն է ամենադժվար և պահանջկոտ կնքման կարիքների համար:

Դիմացկուն է օզոնին, օքսիդացմանը և եղանակային ծայրահեղ պայմաններին, ներառյալ այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ալիֆատիկ և արոմատիկ ածխաջրածինները, հալոգենացված հեղուկները և ուժեղ թթու նյութերը, այն առավել ամուր ֆտորելաստոմերներից մեկն է:

Կնքման համար ճիշտ նյութ ընտրելը կարևոր է կիրառման հաջողության համար: Թեև կնիքների շատ նյութեր նման են, յուրաքանչյուրը ծառայում է տարբեր նպատակների՝ բավարարելու որևէ հատուկ կարիք: