SiC keramische mechanische afdichtingen

Droge gasafdichtingen zijn een nieuw type contactloze afdichting, ontwikkeld door fundamentele verbeteringen aan mechanische afdichtingen, gebaseerd op gasdynamische druklagers. Droge gasafdichtingen bieden hoge grenssnelheden, uitstekende afdichtingsprestaties, een lange levensduur, elimineren de noodzaak van een afdichtingsoliesysteem, verbruiken minder stroom, zijn eenvoudig te bedienen en hebben lage bedrijfs- en onderhoudskosten, waardoor ze veel worden gebruikt in de aardolie-industrie. Vanwege de hoge oppervlaktesnelheid van de afdichtingsvlakken kunnen de gecombineerde effecten van middelpuntvliedende kracht en mediadruk aanzienlijke mechanische en thermische vervorming van de roterende en stationaire ringen onder druk en tijdens bedrijf veroorzaken.  Omdat de gasfilmdikte tussen de roterende en stationaire ringen slechts enkele micrometers bedraagt, kan zelfs een kleine vervorming de afdichtingswerking en betrouwbaarheid ernstig beïnvloeden. Daarom stellen droge gasafdichtingen hoge eisen aan de afdichtingsmaterialen van het wrijvingspaar.

Om de normale werking van deafdichtringenbij mechanische afdichtingsinrichtingen, en rekening houdend met factoren als wrijvingsvermindering, corrosieweerstand en het voorkomen van vastlopen, zijn de afdichtingsringen vaak gemaakt van een paar ringen met verschillende hardheden, meestal een harde ring en een zachte ring. De harde ring is meestal de roterende ring, dus het harde ringmateriaal moet voldoende sterkte en stijfheid, goede wrijvingseigenschappen, goede thermische geleidbaarheid en hittebestendigheid en goede corrosieweerstand hebben.

De hoge hardheid en lage wrijvingscoëfficiënt vansiliciumcarbidegeven het een uitstekende slijtvastheid, waardoor het bijzonder geschikt is voor verschillende glijwrijvings- en slijtageomstandigheden. Siliciumcarbide heeft een zeer hoge sterkte bij hoge temperaturen; de buigsterkte bij 1400°C is dezelfde als bij kamertemperatuur. Het kan worden verwerkt tot afdichtingsringen in verschillende vormen, maten en met een hoge oppervlakteafwerking, die een goede luchtdichtheid en een lange levensduur bieden. Daarom kan siliciumcarbide worden gebruikt in mechanische afdichtingen onder hoge temperaturen.

Siliciumcarbideheeft een goede chemische stabiliteit en is bestand tegen verschillende zeer corrosieve zure en alkalische media, waardoor het geschikt is voor mechanische afdichtingen in corrosieve media. Corrosieve slijtage is een belangrijke vorm van falen voor wrijvingspaarmaterialen. Heetgeperst gesinterd siliciumcarbide vormt een beschermende siliciumdioxidefilm op het oppervlak in een oxiderende atmosfeer, waardoor een goede chemische stabiliteit en sterke corrosieweerstand behouden blijven, zelfs bij 900°C.

SiC-keramiek is een hoogwaardig speciaal keramisch materiaal met hoge sterkte, hoge hardheid, hoge temperatuurbestendigheid, chemische corrosieweerstand, slijtvastheid en thermische schokbestendigheid. Wanneer SiC-keramische afdichtingen echter wrijvingscontact ondergaan, veroorzaken hun hoge hardheidseigenschappen adhesie tussen de twee werkoppervlakken tijdens het opstarten en afsluiten van de afdichting met droog gas. Dit verhoogt de wrijvingscoëfficiënt en verhoogt de temperatuur van het eindvlak, wat leidt tot plaatselijke verwarming en thermische schokken.  Het wrijvingspaar loopt vast en hecht zich, waardoor de slijtage van het eindvlak wordt verergerd en de levensduur van de afdichting aanzienlijk wordt verkort, wat resulteert in voortijdig falen. Daarom is modificatie van SiC-keramiek noodzakelijk. Onderzoek toont aan dat uniform verdeelde nanodeeltjes, snorharen en vezels in de SiC-keramische matrix de voortplanting van interne scheuren in SiC-keramiek kunnen remmen door scheuroverbrugging, scheurafbuiging, scheurvastzetten en uittrekharding, waardoor de mechanische eigenschappen ervan worden verbeterd.

Momenteel zijn de belangrijkste sintermethoden voor SiC-keramiek reactiesinteren en drukloos sinteren. Reactie-gesinterde SiC-keramiek heeft slechte algehele prestaties en kan niet voldoen aan de eisen van droge gasafdichtingen, terwijl drukloos gesinterde siliciumcarbide uitstekende hardheid, schijnbare porositeit, buigsterkte en druksterkte vertoont, waardoor het een ideaal materiaal is voor wrijvingsparen van droge gasafdichtingen. Drukloos sinteren wordt verder onderverdeeld in sinteren in de vaste fase en sinteren in de vloeibare fase. Bij sinteren in de vloeibare fase wordt gebruik gemaakt van uit meerdere componenten bestaande oxiden met een laag eutectisch karakter die bij hoge temperaturen een eutectische vloeibare fase vormen als sinterhulpmiddelen. Dit verandert het massaoverdrachtsmechanisme van het keramische poeder van diffusie naar stroperige stroming, wat, vergeleken met sinteren in de vaste fase, de energie die nodig is voor keramische verdichting aanzienlijk kan verminderen, in lijn met nationale initiatieven voor energiebesparing en emissiereductie.

Semicorex biedt maatwerkSiC mechanische afdichtingen. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com