Memilih bahan untuk pengedap anda adalah penting kerana ia akan memainkan peranan dalam menentukan kualiti, jangka hayat dan prestasi sesuatu aplikasi, serta mengurangkan masalah pada masa hadapan. Di sini, kita akan melihat bagaimana persekitaran akan mempengaruhi pemilihan bahan pengedap, serta beberapa bahan yang paling biasa dan aplikasi yang paling sesuai untuknya.
Faktor persekitaran
Persekitaran yang akan didedahkan kepada pengedap adalah penting semasa memilih reka bentuk dan bahan. Terdapat beberapa sifat utama yang diperlukan oleh bahan pengedap untuk semua persekitaran, termasuk mewujudkan permukaan pengedap yang stabil, mampu mengalirkan haba, tahan kimia dan rintangan haus yang baik.
Dalam sesetengah persekitaran, sifat-sifat ini perlu lebih kuat daripada yang lain. Sifat-sifat bahan lain yang perlu diambil kira apabila mempertimbangkan persekitaran termasuk kekerasan, kekakuan, pengembangan haba, haus dan rintangan kimia. Mengingati perkara ini akan membantu anda mencari bahan yang sesuai untuk pengedap anda.
Persekitaran juga boleh menentukan sama ada kos atau kualiti pengedap boleh diutamakan. Bagi persekitaran yang kasar dan kasar, pengedap mungkin lebih mahal kerana bahan perlu cukup kuat untuk menahan keadaan ini.
Bagi persekitaran sedemikian, membelanjakan wang untuk pengedap berkualiti tinggi akan membuahkan hasil dari semasa ke semasa kerana ia akan membantu mencegah penutupan, pembaikan dan pengubahsuaian atau penggantian pengedap yang mahal yang akan mengakibatkan pengedap berkualiti rendah. Walau bagaimanapun, dalam aplikasi pam dengan bendalir yang sangat bersih yang mempunyai sifat pelincir, pengedap yang lebih murah boleh dibeli untuk menggantikan galas berkualiti tinggi.
Bahan pengedap biasa
Karbon
Karbon yang digunakan dalam permukaan pengedap adalah campuran karbon amorfus dan grafit, dengan peratusan setiap satu menentukan sifat fizikal pada gred akhir karbon. Ia adalah bahan lengai dan stabil yang boleh melincirkan sendiri.
Ia digunakan secara meluas sebagai salah satu daripada pasangan permukaan hujung dalam pengedap mekanikal, dan ia juga merupakan bahan yang popular untuk pengedap lilitan bersegmen dan gelang omboh di bawah pelinciran kering atau sedikit. Campuran karbon/grafit ini juga boleh diresapi dengan bahan lain untuk memberikannya ciri-ciri yang berbeza seperti keliangan yang dikurangkan, prestasi haus yang lebih baik atau kekuatan yang lebih baik.
Meterai karbon termoset yang diresapi resin adalah yang paling biasa untuk pengedap mekanikal, dengan kebanyakan karbon termoset yang diresapi resin mampu beroperasi dalam pelbagai jenis bahan kimia daripada bes kuat hingga asid kuat. Ia juga mempunyai sifat geseran yang baik dan modulus yang mencukupi untuk membantu mengawal herotan tekanan. Bahan ini sesuai untuk tugas umum sehingga 260°C (500°F) dalam air, penyejuk, bahan api, minyak, larutan kimia ringan dan aplikasi makanan dan ubat.
Meterai karbon yang diresapi antimoni juga terbukti berjaya kerana kekuatan dan modulus antimoni, menjadikannya baik untuk aplikasi tekanan tinggi apabila bahan yang lebih kuat dan lebih keras diperlukan. Meterai ini juga lebih tahan terhadap lepuh dalam aplikasi dengan bendalir kelikatan tinggi atau hidrokarbon ringan, menjadikannya gred standard untuk banyak aplikasi kilang penapisan.
Karbon juga boleh diresapi dengan pembentuk filem seperti fluorida untuk aplikasi larian kering, kriogenik dan vakum, atau perencat pengoksidaan seperti fosfat untuk aplikasi suhu tinggi, kelajuan tinggi dan turbin sehingga 800 kaki/saat dan sekitar 537°C (1,000°F).
Seramik
Seramik ialah bahan bukan logam bukan organik yang diperbuat daripada sebatian semula jadi atau sintetik, biasanya alumina oksida atau alumina. Ia mempunyai takat lebur yang tinggi, kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang tinggi dan rintangan pengoksidaan, jadi ia digunakan secara meluas dalam industri seperti jentera, bahan kimia, petroleum, farmaseutikal dan automobil.
Ia juga mempunyai sifat dielektrik yang sangat baik dan biasanya digunakan untuk penebat elektrik, komponen tahan haus, media pengisaran dan komponen suhu tinggi. Dalam ketulenan tinggi, alumina mempunyai rintangan kimia yang sangat baik terhadap kebanyakan cecair proses selain daripada beberapa asid kuat, menjadikannya digunakan dalam banyak aplikasi pengedap mekanikal. Walau bagaimanapun, alumina boleh patah dengan mudah di bawah kejutan haba, yang telah mengehadkan penggunaannya dalam beberapa aplikasi di mana ini mungkin menjadi masalah.
Silikon karbida dihasilkan dengan menggabungkan silika dan kok. Secara kimianya, ia serupa dengan seramik, tetapi mempunyai kualiti pelinciran yang lebih baik dan lebih keras, menjadikannya penyelesaian tahan lasak yang baik untuk persekitaran yang keras.
Ia juga boleh dilipat semula dan digilap supaya pengedap boleh diubah suai beberapa kali sepanjang hayatnya. Ia biasanya digunakan secara mekanikal, seperti dalam pengedap mekanikal kerana rintangan kakisan kimia yang baik, kekuatan tinggi, kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang baik, pekali geseran kecil dan rintangan suhu tinggi.
Apabila digunakan untuk permukaan pengedap mekanikal, silikon karbida menghasilkan prestasi yang lebih baik, jangka hayat pengedap yang lebih lama, kos penyelenggaraan yang lebih rendah dan kos operasi yang lebih rendah untuk peralatan berputar seperti turbin, pemampat dan pam emparan. Silikon karbida boleh mempunyai sifat yang berbeza bergantung pada cara ia dihasilkan. Silikon karbida terikat tindak balas dibentuk dengan mengikat zarah silikon karbida antara satu sama lain dalam proses tindak balas.
Proses ini tidak menjejaskan kebanyakan sifat fizikal dan terma bahan dengan ketara, namun ia mengehadkan rintangan kimia bahan tersebut. Bahan kimia yang paling biasa menjadi masalah ialah kaustik (dan bahan kimia pH tinggi yang lain) dan asid kuat, dan oleh itu silikon karbida terikat tindak balas tidak boleh digunakan dengan aplikasi ini.
Karbida silikon sinter kendiri dihasilkan dengan menyinter zarah silikon karbida secara langsung bersama-sama menggunakan alat bantu sintering bukan oksida dalam persekitaran lengai pada suhu melebihi 2,000°C. Disebabkan kekurangan bahan sekunder (seperti silikon), bahan sinter langsung ini tahan secara kimia terhadap hampir semua keadaan bendalir dan proses yang mungkin dilihat dalam pam emparan.
Tungsten karbida ialah bahan yang sangat versatil seperti silikon karbida, tetapi ia lebih sesuai untuk aplikasi tekanan tinggi kerana ia mempunyai keanjalan yang lebih tinggi yang membolehkannya sedikit lentur dan mencegah herotan permukaan. Seperti silikon karbida, ia boleh digilap semula dan digilap.
Karbida tungsten paling kerap dihasilkan sebagai karbida tersimen, jadi tiada percubaan untuk mengikat tungsten karbida kepada dirinya sendiri. Logam sekunder ditambah untuk mengikat atau menyimen zarah tungsten karbida bersama-sama, menghasilkan bahan yang mempunyai sifat gabungan kedua-dua tungsten karbida dan pengikat logam.
Ini telah digunakan untuk kelebihan dengan memberikan ketahanan dan kekuatan hentaman yang lebih besar berbanding dengan tungsten karbida sahaja. Salah satu kelemahan tungsten karbida tersimen ialah ketumpatannya yang tinggi. Pada masa lalu, tungsten karbida terikat kobalt telah digunakan, namun ia secara beransur-ansur telah digantikan dengan tungsten karbida terikat nikel kerana ia kekurangan julat keserasian kimia yang diperlukan untuk industri.
Karbida tungsten terikat nikel digunakan secara meluas untuk permukaan pengedap di mana kekuatan tinggi dan sifat keliatan tinggi diperlukan, dan ia mempunyai keserasian kimia yang baik yang biasanya dihadkan oleh nikel bebas.
GFPTFE
GFPTFE mempunyai rintangan kimia yang baik, dan kaca tambahan mengurangkan geseran pada permukaan pengedap. Ia sesuai untuk aplikasi yang agak bersih dan lebih murah daripada bahan lain. Terdapat sub-varian yang tersedia untuk memadankan pengedap dengan lebih baik dengan keperluan dan persekitaran, sekali gus meningkatkan prestasi keseluruhannya.
Buna
Buna (juga dikenali sebagai getah nitril) ialah elastomer yang menjimatkan kos untuk cincin-O, pengedap dan produk acuan. Ia terkenal dengan prestasi mekanikalnya dan berfungsi dengan baik dalam aplikasi berasaskan minyak, petrokimia dan kimia. Ia juga digunakan secara meluas untuk aplikasi minyak mentah, air, pelbagai alkohol, gris silikon dan bendalir hidraulik kerana sifatnya yang tidak fleksibel.
Memandangkan Buna ialah kopolimer getah sintetik, ia berfungsi dengan baik dalam aplikasi yang memerlukan lekatan logam dan bahan tahan lelasan, dan latar belakang kimia ini juga menjadikannya sesuai untuk aplikasi pengedap. Tambahan pula, ia boleh menahan suhu rendah kerana ia direka bentuk dengan rintangan asid dan alkali ringan yang lemah.
Buna terhad dalam aplikasi dengan faktor ekstrem seperti suhu tinggi, cuaca, cahaya matahari dan aplikasi rintangan wap, dan tidak sesuai dengan agen sanitasi bersih di tempat (CIP) yang mengandungi asid dan peroksida.
EPDM
EPDM ialah getah sintetik yang biasa digunakan dalam aplikasi automotif, pembinaan dan mekanikal untuk pengedap dan O-ring, tiub dan pencuci. Ia lebih mahal daripada Buna, tetapi boleh menahan pelbagai sifat terma, cuaca dan mekanikal kerana kekuatan tegangannya yang tinggi dan tahan lama. Ia serba boleh dan sesuai untuk aplikasi yang melibatkan air, klorin, peluntur dan bahan alkali lain.
Disebabkan sifat elastik dan pelekatnya, setelah diregangkan, EPDM kembali ke bentuk asalnya tanpa mengira suhu. EPDM tidak disyorkan untuk aplikasi minyak petroleum, cecair, hidrokarbon berklorin atau pelarut hidrokarbon.
Viton
Viton ialah produk getah hidrokarbon berfluorin yang tahan lama, berprestasi tinggi, yang paling biasa digunakan dalam O-Ring dan pengedap. Ia lebih mahal daripada bahan getah lain tetapi ia merupakan pilihan pilihan untuk keperluan pengedap yang paling mencabar dan mencabar.
Tahan terhadap ozon, pengoksidaan dan keadaan cuaca ekstrem, termasuk bahan seperti hidrokarbon alifatik dan aromatik, cecair terhalogen dan bahan asid kuat, ia merupakan salah satu fluoroelastomer yang lebih teguh.
Memilih bahan yang betul untuk pengedap adalah penting untuk kejayaan sesuatu aplikasi. Walaupun banyak bahan pengedap adalah serupa, setiap satunya mempunyai pelbagai tujuan untuk memenuhi sebarang keperluan khusus.
Masa siaran: 12 Julai 2023