Ինչպես ընտրել ճիշտ նյութը մեխանիկական լիսեռի կնիքի համար

Ձեր կնքման համար նյութի ընտրությունը կարևոր է, քանի որ այն դեր կխաղա կիրառման որակի, կյանքի տևողության և կատարողականի որոշման, ինչպես նաև ապագայում խնդիրների նվազեցման գործում: Այստեղ մենք կանդրադառնանք, թե ինչպես է շրջակա միջավայրը ազդելու կնքման նյութի ընտրության վրա, ինչպես նաև կանդրադառնանք ամենատարածված նյութերից մի քանիսին և թե որ կիրառություններին են դրանք առավել հարմար:

Միջավայրի գործոններ

Դիզայնի և նյութի ընտրության ժամանակ կարևոր է, թե ինչ միջավայրին է ենթարկվում կնիքը։ Կան մի շարք հիմնական հատկություններ, որոնք անհրաժեշտ են կնիքի նյութերին բոլոր միջավայրերի համար, այդ թվում՝ կայուն կնիքի մակերեսի ստեղծում, ջերմահաղորդականություն, քիմիապես դիմացկունություն և լավ մաշվածության դիմադրություն։

Որոշ միջավայրերում այս հատկությունները պետք է ավելի ամուր լինեն, քան մյուսներում: Շրջակա միջավայրը հաշվի առնելիս պետք է հաշվի առնել նաև այլ նյութական հատկություններ, ինչպիսիք են կարծրությունը, կոշտությունը, ջերմային ընդարձակումը, մաշվածության և քիմիական դիմադրությունը: Այս հատկությունները հաշվի առնելը կօգնի ձեզ գտնել ձեր կնքման համար իդեալական նյութը:

Միջավայրը կարող է նաև որոշել, թե արդյոք կարելի է առաջնահերթություն տալ կնքման արժեքին, թե որակին: Հղկող և կոշտ միջավայրերի համար կնքման միջոցները կարող են ավելի թանկ լինել, քանի որ նյութերը պետք է բավականաչափ ամուր լինեն այդ պայմաններին դիմակայելու համար:

Նման միջավայրերում բարձրորակ կնիքի վրա ծախսված գումարը ժամանակի ընթացքում կփոխհատուցվի, քանի որ դա կօգնի կանխել թանկարժեք անջատումները, վերանորոգումները, կնիքի վերանորոգումը կամ փոխարինումը, որը կհանգեցնի ցածրորակ կնիքի օգտագործմանը: Այնուամենայնիվ, շատ մաքուր հեղուկով, որն ունի քսող հատկություններ, պոմպային կիրառություններում կարելի է ձեռք բերել ավելի էժան կնիք՝ ավելի բարձր որակի կրողների օգտին:

Սովորական կնքման նյութեր

Ածխածին

Կնքման մակերեսներում օգտագործվող ածխածինը ամորֆ ածխածնի և գրաֆիտի խառնուրդ է, որտեղ յուրաքանչյուրի տոկոսային հարաբերակցությունը որոշում է ածխածնի վերջնական որակի ֆիզիկական հատկությունները: Այն իներտ, կայուն նյութ է, որը կարող է ինքնաշաղախ լինել:

Այն լայնորեն օգտագործվում է որպես մեխանիկական կնիքների ծայրային մակերևույթների զույգերից մեկը, և այն նաև հայտնի նյութ է հատվածավորված շրջագծային կնիքների և մխոցային օղակների համար չոր կամ փոքր քանակությամբ քսանյութի դեպքում: Այս ածխածնի/գրաֆիտի խառնուրդը կարող է նաև ներծծվել այլ նյութերով՝ դրան տարբեր բնութագրեր տալու համար, ինչպիսիք են ծակոտկենության նվազումը, մաշվածության նկատմամբ կատարողականի բարելավումը կամ ամրության բարելավումը:

Ջերմակայուն խեժով ներծծված ածխածնային կնիքը մեխանիկական կնիքների համար ամենատարածվածն է, քանի որ խեժով ներծծված ածխածնի մեծ մասը կարող է գործել քիմիական նյութերի լայն շրջանակում՝ ուժեղ հիմքերից մինչև ուժեղ թթուներ: Դրանք նաև ունեն լավ շփման հատկություններ և բավարար մոդուլ՝ ճնշման աղավաղումները վերահսկելու համար: Այս նյութը հարմար է մինչև 260°C (500°F) ջերմաստիճանում ջրի, սառեցնող նյութերի, վառելիքի, յուղերի, թեթև քիմիական լուծույթների, ինչպես նաև սննդի և դեղերի կիրառման համար:

Անտիմոնով ներծծված ածխածնային կնիքները նույնպես հաջողակ են եղել անտիմոնի ամրության և մոդուլի շնորհիվ, ինչը դրանք հարմար է դարձնում բարձր ճնշման կիրառությունների համար, երբ անհրաժեշտ է ավելի ամուր և կոշտ նյութ: Այս կնիքները նաև ավելի դիմացկուն են բշտիկների առաջացմանը բարձր մածուցիկության հեղուկների կամ թեթև ածխաջրածինների կիրառություններում, ինչը դրանք դարձնում է ստանդարտ տեսակ բազմաթիվ վերամշակման գործարանների կիրառությունների համար:

Ածխածինը կարող է նաև ներծծվել թաղանթ առաջացնող նյութերով, ինչպիսիք են ֆտորիդները չոր շահագործման, կրիոգենիկայի և վակուումային կիրառությունների համար, կամ օքսիդացման ինհիբիտորներով, ինչպիսիք են ֆոսֆատները, բարձր ջերմաստիճանի, բարձր արագության և մինչև 800 ոտնաչափ/վրկ և մոտ 537°C (1000°F) տուրբինային կիրառությունների համար։

Կերամիկական

Կերամիկան անօրգանական ոչ մետաղական նյութեր են, որոնք պատրաստված են բնական կամ սինթետիկ միացություններից, առավել հաճախ՝ ալյումինի օքսիդից կամ ալյումինից: Այն ունի բարձր հալման ջերմաստիճան, բարձր կարծրություն, բարձր մաշվածության և օքսիդացման դիմադրություն, ուստի այն լայնորեն կիրառվում է այնպիսի արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են մեքենաշինությունը, քիմիական նյութերը, նավթարդյունաբերությունը, դեղագործությունը և ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը:

Այն նաև ունի գերազանց դիէլեկտրիկ հատկություններ և լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրական մեկուսիչների, մաշվածությանը դիմացկուն բաղադրիչների, հղկող միջավայրի և բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչների համար: Բարձր մաքրության պայմաններում ալյումինն ունի գերազանց քիմիական դիմադրություն գործընթացային հեղուկների մեծ մասի նկատմամբ, բացառությամբ որոշ ուժեղ թթուների, ինչը հանգեցրել է դրա օգտագործմանը մեխանիկական կնքման բազմաթիվ կիրառություններում: Այնուամենայնիվ, ալյումինն ունի հեշտությամբ կոտրվելու հատկություն ջերմային ցնցման դեպքում, ինչը սահմանափակել է դրա օգտագործումը որոշ կիրառություններում, որտեղ դա կարող է խնդիր լինել:

Սիլիցիումի կարբիդ

Սիլիցիումի կարբիդը ստացվում է սիլիցայի և կոքսի միաձուլմամբ: Այն քիմիապես նման է կերամիկային, բայց ունի ավելի լավ յուղող հատկություններ և ավելի կարծր է, ինչը այն դարձնում է լավ դիմացկուն լուծում կոշտ միջավայրերի համար:

Այն կարող է նաև վերափաթեթավորվել և փայլեցվել, որպեսզի կնիքը կարողանա վերանորոգվել իր կյանքի ընթացքում մի քանի անգամ: Այն սովորաբար օգտագործվում է ավելի շատ մեխանիկորեն, օրինակ՝ մեխանիկական կնիքի մեջ՝ իր լավ քիմիական կոռոզիոն դիմադրության, բարձր ամրության, բարձր կարծրության, լավ մաշվածության դիմադրության, փոքր շփման գործակցի և բարձր ջերմաստիճանային դիմադրության համար:

Մեխանիկական կնքման մակերեսների համար օգտագործվելիս սիլիցիումի կարբիդը հանգեցնում է բարելավված աշխատանքի, կնքման ժամկետի երկարացման, սպասարկման ծախսերի իջեցման և պտտվող սարքավորումների, ինչպիսիք են տուրբինները, կոմպրեսորները և կենտրոնախույս պոմպերը, շահագործման ծախսերի իջեցման: Սիլիցիումի կարբիդը կարող է ունենալ տարբեր հատկություններ՝ կախված նրանից, թե ինչպես է այն արտադրվել: Ռեակցիոն կապակցված սիլիցիումի կարբիդը ձևավորվում է սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները միմյանց կապելով ռեակցիայի գործընթացում:

Այս գործընթացը էականորեն չի ազդում նյութի ֆիզիկական և ջերմային հատկությունների մեծ մասի վրա, սակայն սահմանափակում է նյութի քիմիական դիմադրությունը: Ամենատարածված խնդրահարույց քիմիական նյութերը կծու նյութերն են (և այլ բարձր pH քիմիական նյութեր) և ուժեղ թթուները, ուստի ռեակցիայով կապված սիլիցիումի կարբիդը չպետք է օգտագործվի այս կիրառություններում:

Ինքնամաքրվող սիլիցիումի կարբիդը պատրաստվում է սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները անմիջապես միմյանց հետ մակերևելով՝ օգտագործելով ոչ օքսիդային մակերևման օժանդակ միջոցներ, իներտ միջավայրում՝ 2000°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում: Երկրորդային նյութի (օրինակ՝ սիլիցիումի) բացակայության պատճառով, անմիջական մակերևույթով մակերևվող նյութը քիմիապես դիմացկուն է գրեթե ցանկացած հեղուկի և գործընթացային պայմանի նկատմամբ, որոնք կարող են հանդիպել կենտրոնախույս պոմպում:

Վոլֆրամի կարբիդ

Վոլֆրամի կարբիդը, ինչպես սիլիցիումի կարբիդը, բազմակողմանի նյութ է, բայց այն ավելի հարմար է բարձր ճնշման կիրառման համար, քանի որ ունի ավելի բարձր առաձգականություն, ինչը թույլ է տալիս այն շատ թեթևակի ծռվել և կանխել մակերեսի աղավաղումը: Սիլիցիումի կարբիդի նման, այն կարող է կրկին հղկվել և փայլեցվել:

Վոլֆրամի կարբիդները ամենից հաճախ արտադրվում են որպես ցեմենտացված կարբիդներ, ուստի փորձ չի արվում վոլֆրամի կարբիդը ինքն իրեն կապելու համար: Վոլֆրամի կարբիդի մասնիկները միմյանց կապելու կամ ցեմենտացնելու համար ավելացվում է երկրորդային մետաղ, որի արդյունքում ստացվում է նյութ, որն ունի վոլֆրամի կարբիդի և մետաղական կապակցանյութի համակցված հատկությունները:

Սա օգտագործվել է որպես առավելություն՝ ապահովելով ավելի մեծ ամրություն և հարվածային դիմադրություն, քան հնարավոր էր միայն վոլֆրամի կարբիդով։ Ցեմենտացված վոլֆրամի կարբիդի թույլ կողմերից մեկը դրա բարձր խտությունն է։ Անցյալում օգտագործվում էր կոբալտ-կապակցված վոլֆրամի կարբիդ, սակայն այն աստիճանաբար փոխարինվել է նիկել-կապակցված վոլֆրամի կարբիդով՝ արդյունաբերության համար անհրաժեշտ քիմիական համատեղելիության շրջանակը չբավարարելու պատճառով։

Նիկել-կապված վոլֆրամի կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է կնքման մակերեսների համար, որտեղ ցանկալի են բարձր ամրություն և բարձր կարծրություն, և այն ունի լավ քիմիական համատեղելիություն, որը սովորաբար սահմանափակվում է ազատ նիկելով։

GFPTFE

GFPTFE-ն ունի լավ քիմիական դիմադրություն, իսկ ավելացված ապակին նվազեցնում է կնքման մակերեսների շփումը: Այն իդեալական է համեմատաբար մաքուր կիրառությունների համար և ավելի էժան է, քան մյուս նյութերը: Կան ենթատեսակներ, որոնք թույլ են տալիս ավելի լավ համապատասխանեցնել կնքումը պահանջներին և միջավայրին, բարելավելով դրա ընդհանուր կատարողականությունը:

Բունա

Բունան (հայտնի է նաև որպես նիտրիլային կաուչուկ) մատչելի էլաստոմեր է Օ-օղակների, կնքանյութերի և ձուլված արտադրանքի համար: Այն հայտնի է իր մեխանիկական կատարողականությամբ և լավ է աշխատում նավթի, նավթաքիմիական և քիմիական կիրառություններում: Այն նաև լայնորեն օգտագործվում է հում նավթի, ջրի, տարբեր սպիրտային նյութերի, սիլիկոնային քսուքների և հիդրավլիկ հեղուկների կիրառություններում՝ իր անճկունության շնորհիվ:

Քանի որ Buna-ն սինթետիկ կաուչուկի համապոլիմեր է, այն լավ է աշխատում մետաղի կպչունության և քայքայման նկատմամբ դիմացկուն նյութ պահանջող կիրառություններում, և այս քիմիական ֆոնը այն նաև իդեալական է դարձնում կնքման կիրառությունների համար: Ավելին, այն կարող է դիմակայել ցածր ջերմաստիճաններին, քանի որ նախագծված է թթվային և թույլ ալկալային դիմադրողականությամբ:

Buna-ն սահմանափակ է այնպիսի ծայրահեղ գործոնների կիրառման համար, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանը, եղանակը, արևի լույսը և գոլորշու դիմադրությունը, և հարմար չէ թթուներ և պերօքսիդներ պարունակող տեղում մաքրվող (CIP) ախտահանիչ նյութերի հետ։

EPDM

EPDM-ը սինթետիկ կաուչուկ է, որը լայնորեն օգտագործվում է ավտոմոբիլային, շինարարական և մեխանիկական ոլորտներում՝ կնիքների, O-օղակների, խողովակների և լվացող մեխանիզմների համար: Այն ավելի թանկ է, քան Buna-ն, բայց կարող է դիմակայել տարբեր ջերմային, եղանակային և մեխանիկական հատկությունների՝ իր երկարատև բարձր ձգման ամրության շնորհիվ: Այն բազմակողմանի է և իդեալական է ջրի, քլորի, սպիտակեցնող նյութերի և այլ ալկալային նյութերի հետ կապված կիրառությունների համար:

Իր առաձգական և կպչուն հատկությունների շնորհիվ, ձգվելուց հետո EPDM-ն վերադառնում է իր սկզբնական ձևին՝ անկախ ջերմաստիճանից: EPDM-ը խորհուրդ չի տրվում օգտագործել նավթի, հեղուկների, քլորացված ածխաջրածինների կամ ածխաջրածնային լուծիչների կիրառման համար:

Վիտոն

Վիտոնը երկարակյաց, բարձր արդյունավետությամբ, ֆտորացված, ածխաջրածնային ռետինե արտադրանք է, որն առավել հաճախ օգտագործվում է O-օղակներում և կնքվածքներում: Այն ավելի թանկ է, քան մյուս ռետինե նյութերը, բայց այն նախընտրելի տարբերակ է ամենաբարդ և պահանջկոտ կնքման կարիքների համար:

Դիմացկուն լինելով օզոնին, օքսիդացմանը և ծայրահեղ եղանակային պայմաններին, այդ թվում՝ այնպիսի նյութերի, ինչպիսիք են ալիֆատիկ և արոմատիկ ածխաջրածինները, հալոգենացված հեղուկները և ուժեղ թթվային նյութերը, այն ամենաամուր ֆտորէլաստոմերներից մեկն է։

Հերմետիկացման համար ճիշտ նյութի ընտրությունը կարևոր է կիրառման հաջողության համար: Չնայած շատ հերմետիկացման նյութեր նման են, յուրաքանչյուրը ծառայում է տարբեր նպատակների՝ ցանկացած կոնկրետ կարիք բավարարելու համար: