การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับซีลเชิงกลเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการรั่วซึม อายุการใช้งานที่ยาวนาน และการทำงานที่เชื่อถือได้ในงานอุตสาหกรรม กระบวนการคัดเลือกต้องได้รับคำแนะนำจากสภาพแวดล้อมการทำงาน คุณลักษณะปานกลาง และข้อกำหนดทางกล ต่อไปนี้คือรายละเอียดหลักการและแนวปฏิบัติที่สำคัญอย่างเป็นระบบ:
1. จัดลำดับความสำคัญความเข้ากันได้กับสื่อปิดผนึก
ตัวกลางที่ปิดสนิท (ของเหลว แก๊ส หรือสารละลาย) เป็นปัจจัยหลักในการเลือกใช้วัสดุ มุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติหลักสามประการ:
- การกัดกร่อน: เลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น กรด ด่าง ตัวทำละลาย) ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) มีคุณสมบัติเป็นเลิศในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในขณะที่อีลาสโตเมอร์ เช่น ฟลูออโรรับเบอร์ (FKM) หรือเพอร์ฟลูออโรอิลาสโตเมอร์ (FFKM) ต้านทานการย่อยสลายทางเคมีได้ดีกว่ายางไนไตรล์ (NBR)
- ความสามารถในการเสียดสี: สำหรับสื่อที่มีของแข็ง (เช่น สารละลาย เม็ดสี) เลือกใช้วัสดุที่ผิวหน้าแข็งและทนทานต่อการสึกหรอ ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) ที่มีสารยึดเกาะโคบอลต์หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีพันธะปฏิกิริยา (RBSC) ให้ความต้านทานการเสียดสีที่เหนือกว่า จับคู่กับหน้าไม้รองที่เป็นคาร์บอนกราไฟท์ที่นุ่มกว่าเพื่อลดการเสียดสี
- อุณหภูมิและความดัน: อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 200°C) หรือแรงดันสูง (สูงกว่า 10 บาร์) ทำให้เกิดความต้องการวัสดุที่มีเสถียรภาพทางความร้อนและความแข็งแรงเชิงกล ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) รักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่ PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานอีลาสโตเมอร์ที่มีอุณหภูมิสูงและมีแรงเสียดทานต่ำ
2. ตรวจสอบความเข้ากันได้ของการจับคู่ซีลใบหน้า
ใบหน้าซีลเชิงกลจำเป็นต้องมีการจับคู่แบบ "แข็ง-อ่อน" เพื่อให้ความต้านทานการสึกหรอและประสิทธิภาพการซีลสมดุล:
- การจับคู่ทั่วไป: WC กับคาร์บอนกราไฟท์, SiC กับคาร์บอนกราไฟท์ หรือ SiC กับ SiC (สำหรับสื่อที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษหรือไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน)
- หลีกเลี่ยงการจับคู่วัสดุแข็งสองชนิด (เช่น ห้องสุขา กับ ห้องสุขา) เนื่องจากจะทำให้เกิดการเสียดสีมากเกินไปและความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร หลีกเลี่ยงวัสดุอ่อนสองชนิด (เช่น คาร์บอนกราไฟท์ กับ คาร์บอนกราไฟท์) สำหรับสถานการณ์ที่มีการเสียดสีหรือแรงดันสูง
3. ปรับให้สอดคล้องกับสภาพการทำงาน
- ความเร็วในการหมุน: การใช้งานที่ความเร็วสูง (สูงกว่า 3000 รอบต่อนาที) ต้องใช้วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและมีการนำความร้อนสูง SiC และ WC เป็นที่ต้องการมากกว่าเนื่องจากมีความสามารถในการกระจายความร้อน ในขณะที่กราไฟท์คาร์บอนที่เติม PTFE จะช่วยลดแรงเสียดทาน
- การเบี่ยงเบนของเพลาและการวางแนวที่ไม่ตรง: สำหรับการใช้งานที่มีการเบี่ยงเบนของเพลาปานกลาง อีลาสโตเมอร์ เช่น EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) ให้ความยืดหยุ่น ในขณะที่วัสดุที่ผิวหน้าแข็ง (SiC, WC) เหมาะกับการจัดตำแหน่งที่แม่นยำ
- ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม: การใช้งานด้านอาหาร ยา หรือน้ำดื่มต้องใช้วัสดุที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA (เช่น ส่วนประกอบโลหะที่ทำจากสแตนเลส PTFE, EPDM หรือ 316) เพื่อให้มั่นใจว่าไม่เป็นพิษและปฏิบัติตามข้อกำหนด
4. อ้างอิงแนวทางการเลือกวัสดุทั่วไป
ประเภทวัสดุ ข้อดีหลัก การใช้งานทั่วไป
ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ความแข็งสูง ทนต่อการกัดกร่อน/การสึกหรอ ตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง ระบบอุณหภูมิสูง/ความดัน
ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) ต้านทานการเสียดสีได้ดีเยี่ยม สารผสม ของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปั๊มสำหรับงานหนัก
คาร์บอนกราไฟท์ แรงเสียดทานต่ำ หล่อลื่นได้ในตัว สารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำ ปั๊มความเร็วต่ำถึงปานกลาง
ยางฟลูออโร (FKM) ทนต่อสารเคมี ทนต่ออุณหภูมิสูง น้ำมัน ตัวทำละลาย การใช้งานที่อุณหภูมิสูง
PTFE ไม่ติด ความเฉื่อยของสารเคมี สารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การใช้งานในเกรดอาหาร
ด้วยการผสานรวมความเข้ากันได้ปานกลาง ตรรกะในการจับคู่ใบหน้า และการจัดตำแหน่งสภาพการทำงาน คุณสามารถเลือกวัสดุซีลเชิงกลที่เพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนการบำรุงรักษา และป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน
