मेकॅनिकल शाफ्ट सीलसाठी योग्य सामग्रीची निवड कशी करावी

तुमच्या सीलसाठी सामग्री निवडणे महत्त्वाचे आहे, कारण ती एखाद्या ॲप्लिकेशनची गुणवत्ता, आयुर्मान आणि कार्यक्षमता ठरवण्यात, तसेच भविष्यातील समस्या कमी करण्यात भूमिका बजावते. येथे, आपण पर्यावरण सील सामग्रीच्या निवडीवर कसा परिणाम करते, तसेच काही सर्वात सामान्य सामग्री आणि त्या कोणत्या ॲप्लिकेशन्ससाठी सर्वात योग्य आहेत यावर एक नजर टाकणार आहोत.

पर्यावरणीय घटक

सील ज्या वातावरणाच्या संपर्कात येणार आहे, ते डिझाइन आणि सामग्री निवडताना अत्यंत महत्त्वाचे असते. सर्व प्रकारच्या वातावरणांसाठी सीलच्या सामग्रीमध्ये अनेक प्रमुख गुणधर्म असणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये स्थिर सील पृष्ठभाग तयार करणे, उष्णता वाहून नेण्याची क्षमता, रासायनिक प्रतिकारशक्ती आणि चांगली झीज-प्रतिरोधकता यांचा समावेश होतो.

काही वातावरणांमध्ये, हे गुणधर्म इतरांपेक्षा अधिक मजबूत असणे आवश्यक असते. वातावरणाचा विचार करताना विचारात घ्यावयाच्या इतर भौतिक गुणधर्मांमध्ये कठीणपणा, ताठरपणा, औष्णिक प्रसरण, झीज आणि रासायनिक प्रतिकारशक्ती यांचा समावेश होतो. या गोष्टी लक्षात ठेवल्यास तुम्हाला तुमच्या सीलसाठी आदर्श सामग्री शोधण्यास मदत होईल.

सीलच्या किंमतीला प्राधान्य द्यायचे की गुणवत्तेला, हे वातावरणावरही अवलंबून असते. खरखरीत आणि कठोर वातावरणासाठी सील अधिक महाग असू शकतात, कारण अशा परिस्थितीचा सामना करण्यासाठी लागणारे साहित्य पुरेसे मजबूत असणे आवश्यक असते.

अशा वातावरणात, उच्च दर्जाच्या सीलवर खर्च केलेले पैसे कालांतराने वसूल होतात, कारण त्यामुळे कमी दर्जाच्या सीलमुळे होणारे महागडे शटडाउन, दुरुस्ती आणि सीलचे नूतनीकरण किंवा बदली टाळण्यास मदत होते. तथापि, स्नेहन गुणधर्म असलेल्या अत्यंत स्वच्छ द्रवाच्या पंपिंग ॲप्लिकेशन्समध्ये, उच्च दर्जाच्या बेअरिंग्जऐवजी स्वस्त सील खरेदी केले जाऊ शकते.

सामान्य सील साहित्य

कार्बन

सीलच्या पृष्ठभागांमध्ये वापरला जाणारा कार्बन हा अस्फटिक कार्बन आणि ग्रॅफाइट यांचे मिश्रण असतो, आणि त्यातील प्रत्येकाच्या टक्केवारीवरून कार्बनच्या अंतिम दर्जाचे भौतिक गुणधर्म ठरतात. हा एक निष्क्रिय, स्थिर पदार्थ आहे जो स्व-वंगण म्हणून काम करू शकतो.

मेकॅनिकल सील्समध्ये एंड फेसेसच्या जोडीपैकी एक म्हणून याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, तसेच कोरड्या किंवा कमी प्रमाणात स्नेहन असताना सेगमेंटेड सरकमफेरेंशियल सील्स आणि पिस्टन रिंग्ससाठी देखील हे एक लोकप्रिय मटेरियल आहे. या कार्बन/ग्राफाइट मिश्रणाला कमी पोरोसिटी, सुधारित वेअर परफॉर्मन्स किंवा सुधारित मजबुती यांसारखी विविध वैशिष्ट्ये देण्यासाठी इतर मटेरियल्सचे इम्प्रेग्नेशन देखील केले जाऊ शकते.

मेकॅनिकल सील्ससाठी थर्मोसेट रेझिन इम्प्रेग्नेटेड कार्बन सील सर्वात सामान्य आहे, आणि बहुतेक रेझिन इम्प्रेग्नेटेड कार्बन्स तीव्र बेसपासून ते तीव्र ऍसिडपर्यंतच्या विविध प्रकारच्या रसायनांमध्ये काम करण्यास सक्षम असतात. त्यांच्यामध्ये चांगले घर्षण गुणधर्म आणि दाबामुळे होणारे विरूपण नियंत्रित करण्यास मदत करणारा पुरेसा मॉड्युलस देखील असतो. हे मटेरियल पाणी, कूलंट्स, इंधन, तेल, सौम्य रासायनिक द्रावणे, तसेच अन्न आणि औषध उद्योगांमध्ये २६०°C (५००°F) पर्यंतच्या सामान्य वापरासाठी योग्य आहे.

अँटिमनीच्या मजबुती आणि मॉड्युलसमुळे अँटिमनी मिश्रित कार्बन सील्स देखील यशस्वी ठरले आहेत, ज्यामुळे जिथे अधिक मजबूत आणि कडक सामग्रीची आवश्यकता असते अशा उच्च दाबाच्या अनुप्रयोगांसाठी ते उपयुक्त ठरतात. उच्च स्निग्धता असलेले द्रव किंवा हलके हायड्रोकार्बन्स असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये हे सील्स फोड येण्यास अधिक प्रतिरोधक असतात, ज्यामुळे अनेक रिफायनरी अनुप्रयोगांसाठी हा एक मानक दर्जा बनला आहे.

कार्बनला ड्राय रनिंग, क्रायोजेनिक्स आणि व्हॅक्यूम ॲप्लिकेशन्ससाठी फ्लोराइड्स सारख्या फिल्म फॉर्मर्ससह, किंवा 800 फूट/सेकंद आणि सुमारे 537°C (1,000°F) पर्यंतच्या उच्च तापमान, उच्च वेग आणि टर्बाइन ॲप्लिकेशन्ससाठी फॉस्फेट्स सारख्या ऑक्सिडेशन इनहिबिटर्ससह देखील इम्प्रेग्नेट केले जाऊ शकते.

सिरॅमिक

सिरॅमिक्स हे नैसर्गिक किंवा कृत्रिम संयुगांपासून बनवलेले अजैविक अधातू पदार्थ आहेत, ज्यात सामान्यतः ॲल्युमिना ऑक्साइड किंवा ॲल्युमिना वापरला जातो. याचा वितळणांक उच्च असतो, तसेच यात उच्च कठीणपणा, उच्च झीज-प्रतिरोधकता आणि ऑक्सिडेशन-प्रतिरोधकता असते, त्यामुळे यंत्रसामग्री, रसायने, पेट्रोलियम, औषधनिर्माण आणि ऑटोमोबाईल यांसारख्या उद्योगांमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

यात उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक गुणधर्म देखील आहेत आणि याचा उपयोग सामान्यतः विद्युतरोधक, झीज-प्रतिरोधक घटक, ग्राइंडिंग मीडिया आणि उच्च तापमान घटकांसाठी केला जातो. उच्च शुद्धतेमध्ये, ॲल्युमिनामध्ये काही तीव्र आम्लांव्यतिरिक्त बहुतेक प्रक्रिया द्रवांना उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकारशक्ती असते, ज्यामुळे त्याचा उपयोग अनेक मेकॅनिकल सील ॲप्लिकेशन्समध्ये केला जातो. तथापि, थर्मल शॉकमुळे ॲल्युमिना सहजपणे तुटू शकतो, ज्यामुळे काही ॲप्लिकेशन्समध्ये जिथे ही समस्या असू शकते, तिथे त्याच्या वापरावर मर्यादा आल्या आहेत.

सिलिकॉन कार्बाइड

सिलिका आणि कोक वितळवून सिलिकॉन कार्बाइड बनवले जाते. ते रासायनिक दृष्ट्या सिरॅमिकसारखेच असते, परंतु त्यात उत्तम स्नेहन गुणधर्म असतात आणि ते अधिक कठीण असते, ज्यामुळे ते खडतर वातावरणासाठी एक चांगला आणि टिकाऊ उपाय ठरते.

याला पुन्हा लॅपिंग आणि पॉलिश देखील करता येते, जेणेकरून सील त्याच्या आयुष्यभरात अनेक वेळा नूतनीकरण करता येते. त्याच्या चांगल्या रासायनिक गंज-प्रतिरोधकतेमुळे, उच्च सामर्थ्यामुळे, उच्च कठीणपणामुळे, चांगल्या झीज-प्रतिरोधकतेमुळे, कमी घर्षण गुणांकामुळे आणि उच्च तापमान-प्रतिरोधकतेमुळे, याचा वापर सामान्यतः मेकॅनिकल सील्ससारख्या यांत्रिक कामांमध्ये अधिक केला जातो.

जेव्हा मेकॅनिकल सीलच्या पृष्ठभागांसाठी वापरले जाते, तेव्हा सिलिकॉन कार्बाइडमुळे टर्बाइन, कंप्रेसर आणि सेंट्रीफ्यूगल पंप यांसारख्या फिरणाऱ्या उपकरणांची कार्यक्षमता सुधारते, सीलचे आयुष्य वाढते, देखभालीचा खर्च कमी होतो आणि चालवण्याचा खर्चही कमी होतो. सिलिकॉन कार्बाइडचे उत्पादन कसे केले जाते यावर अवलंबून त्याचे गुणधर्म वेगवेगळे असू शकतात. एका रासायनिक प्रक्रियेत सिलिकॉन कार्बाइडचे कण एकमेकांशी जोडून रिॲक्शन बॉन्डेड सिलिकॉन कार्बाइड तयार केले जाते.

या प्रक्रियेमुळे पदार्थाच्या बहुतेक भौतिक आणि औष्णिक गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होत नाही, तथापि त्यामुळे पदार्थाची रासायनिक प्रतिकारशक्ती मर्यादित होते. सर्वात सामान्यपणे समस्या निर्माण करणारी रसायने म्हणजे कॉस्टिक (आणि इतर उच्च pH असलेली रसायने) आणि तीव्र आम्ल, आणि म्हणूनच रिॲक्शन-बॉन्डेड सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर या अनुप्रयोगांमध्ये करू नये.

स्व-सिंटर केलेले सिलिकॉन कार्बाइड हे २,०००°C पेक्षा जास्त तापमानात, निष्क्रिय वातावरणात नॉन-ऑक्साइड सिंटरिंग सहाय्यकांचा वापर करून सिलिकॉन कार्बाइडचे कण थेट एकत्र सिंटर करून बनवले जाते. दुय्यम पदार्थाच्या (जसे की सिलिकॉन) अभावामुळे, हा थेट सिंटर केलेला पदार्थ सेंट्रीफ्यूगल पंपात आढळणाऱ्या जवळपास कोणत्याही द्रवाला आणि प्रक्रिया परिस्थितीला रासायनिकदृष्ट्या प्रतिरोधक असतो.

टंगस्टन कार्बाइड

टंगस्टन कार्बाइड हे सिलिकॉन कार्बाइडप्रमाणेच एक अत्यंत बहुपयोगी मटेरियल आहे, परंतु ते उच्च दाबाच्या ॲप्लिकेशन्ससाठी अधिक योग्य आहे, कारण त्यात जास्त लवचिकता असते, ज्यामुळे ते अगदी किंचित वाकते आणि पृष्ठभागाचे विरूपण टाळते. सिलिकॉन कार्बाइडप्रमाणेच, यावर पुन्हा लॅपिंग आणि पॉलिशिंग करता येते.

टंगस्टन कार्बाइड बहुतेकदा सिमेंटेड कार्बाइड म्हणून तयार केले जातात, त्यामुळे टंगस्टन कार्बाइडला स्वतःशीच जोडण्याचा प्रयत्न केला जात नाही. टंगस्टन कार्बाइडचे कण एकत्र बांधण्यासाठी किंवा सिमेंटप्रमाणे जोडण्यासाठी एक दुय्यम धातू मिसळला जातो, ज्यामुळे एक असा पदार्थ तयार होतो ज्यात टंगस्टन कार्बाइड आणि धातूचा बंधक या दोघांचेही एकत्रित गुणधर्म असतात.

याचा फायदा असा घेतला गेला आहे की, यामुळे केवळ टंगस्टन कार्बाइडच्या तुलनेत अधिक कणखरपणा आणि आघात शक्ती मिळते. सिमेंटेड टंगस्टन कार्बाइडची एक कमकुवत बाजू म्हणजे त्याची उच्च घनता. पूर्वी कोबाल्ट-बाउंड टंगस्टन कार्बाइड वापरले जात असे, परंतु उद्योगासाठी आवश्यक असलेल्या रासायनिक सुसंगततेच्या मर्यादेअभावी हळूहळू त्याची जागा निकेल-बाउंड टंगस्टन कार्बाइडने घेतली आहे.

निकेल-बद्ध टंगस्टन कार्बाइडचा वापर सीलच्या पृष्ठभागांसाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, जिथे उच्च सामर्थ्य आणि उच्च कणखरपणाचे गुणधर्म अपेक्षित असतात, आणि त्याची रासायनिक सुसंगतता चांगली असते जी सामान्यतः मुक्त निकेलमुळे मर्यादित असते.

जीएफपीटीएफई

GFPTFE मध्ये चांगली रासायनिक प्रतिकारशक्ती असते आणि त्यात मिसळलेल्या काचेमुळे सीलिंग पृष्ठभागांमधील घर्षण कमी होते. हे तुलनेने स्वच्छ वापरासाठी आदर्श आहे आणि इतर सामग्रीपेक्षा स्वस्त आहे. सीलला गरजा आणि वातावरणाशी अधिक चांगल्या प्रकारे जुळवून घेण्यासाठी याचे उप-प्रकार उपलब्ध आहेत, ज्यामुळे त्याची एकूण कामगिरी सुधारते.

बुना

बुना (ज्याला नायट्राइल रबर असेही म्हणतात) हा ओ-रिंग्ज, सीलंट्स आणि मोल्डेड उत्पादनांसाठी एक किफायतशीर इलॅस्टोमर आहे. तो त्याच्या यांत्रिक कामगिरीसाठी प्रसिद्ध आहे आणि तेल-आधारित, पेट्रोकेमिकल व रासायनिक अनुप्रयोगांमध्ये उत्तम कार्य करतो. त्याच्या ताठरपणामुळे, कच्चे तेल, पाणी, विविध अल्कोहोल, सिलिकॉन ग्रीस आणि हायड्रॉलिक द्रवांच्या अनुप्रयोगांमध्येही याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

बुना हे एक कृत्रिम रबर कोपॉलिमर असल्यामुळे, धातूंना चिकटण्याची आणि घर्षण-प्रतिरोधक सामग्रीची आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये ते उत्तम कामगिरी करते, आणि याच रासायनिक पार्श्वभूमीमुळे ते सीलंट अनुप्रयोगांसाठी देखील आदर्श ठरते. शिवाय, कमी आम्ल आणि सौम्य अल्कली प्रतिरोधकतेसह त्याची रचना केलेली असल्यामुळे ते कमी तापमान सहन करू शकते.

उच्च तापमान, हवामान, सूर्यप्रकाश आणि वाफेला प्रतिकार यांसारख्या अत्यंत प्रतिकूल घटकांचा सामना करणाऱ्या अनुप्रयोगांमध्ये बुनाचा वापर मर्यादित आहे, आणि आम्ल व पेरोक्साइड असलेल्या क्लीन-इन-प्लेस (CIP) निर्जंतुकीकरण एजंट्ससोबत ते योग्य नाही.

ईपीडीएम

EPDM हा एक कृत्रिम रबर आहे जो सामान्यतः ऑटोमोटिव्ह, बांधकाम आणि यांत्रिक अनुप्रयोगांमध्ये सील आणि ओ-रिंग, ट्यूबिंग आणि वॉशरसाठी वापरला जातो. तो बुनापेक्षा अधिक महाग आहे, परंतु त्याच्या दीर्घकाळ टिकणाऱ्या उच्च तन्य शक्तीमुळे विविध प्रकारचे औष्णिक, हवामान आणि यांत्रिक गुणधर्म सहन करू शकतो. तो बहुपयोगी असून पाणी, क्लोरीन, ब्लीच आणि इतर अल्कधर्मी पदार्थांशी संबंधित अनुप्रयोगांसाठी आदर्श आहे.

त्याच्या लवचिक आणि चिकटण्याच्या गुणधर्मांमुळे, एकदा ताणल्यावर, तापमान काहीही असले तरी EPDM आपल्या मूळ आकारात परत येते. पेट्रोलियम तेल, द्रव पदार्थ, क्लोरीनयुक्त हायड्रोकार्बन किंवा हायड्रोकार्बन सॉल्व्हेंटच्या वापरासाठी EPDM ची शिफारस केली जात नाही.

विटॉन

विटॉन हे एक दीर्घकाळ टिकणारे, उच्च-कार्यक्षमतेचे, फ्लोरिनेटेड, हायड्रोकार्बन रबर उत्पादन आहे, जे सामान्यतः ओ-रिंग्ज आणि सील्समध्ये वापरले जाते. हे इतर रबर सामग्रीपेक्षा अधिक महाग आहे, परंतु सर्वात आव्हानात्मक आणि कठीण सीलिंग गरजांसाठी हा एक पसंतीचा पर्याय आहे.

ओझोन, ऑक्सिडेशन आणि अत्यंत प्रतिकूल हवामानास प्रतिरोधक असल्यामुळे, तसेच ॲलिफॅटिक आणि ॲरोमॅटिक हायड्रोकार्बन्स, हॅलोजनेटेड द्रव आणि तीव्र आम्ल पदार्थांसारख्या सामग्रीस प्रतिरोधक असल्यामुळे, हा अधिक मजबूत फ्लोरोइलास्टोमरपैकी एक आहे.

एखाद्या अनुप्रयोगाच्या यशासाठी सीलिंगसाठी योग्य सामग्री निवडणे महत्त्वाचे आहे. जरी अनेक सील सामग्री समान असल्या तरी, प्रत्येक सामग्री कोणत्याही विशिष्ट गरजेची पूर्तता करण्यासाठी विविध उद्देश पूर्ण करते.