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沙坡頭碳化硅材料特性,適用于不同工況下的機械密封

發布時間:2022-01-13 16:41:23 人氣:226359 來源:

  碳化硅材料的優點是:優異的機械性能、耐腐蝕性和良好的摩擦學性能,因此它已在密封材料的許多領域得到開發和應用。本文編輯整理了碳化硅的具體性,以滿足不同工況下沙坡頭機械密封產品應用


  1、碳化硅在高密封介質壓力沙坡頭機械密封中的應用


  沙坡頭機械密封在高壓下工作時,密封面需要承受較大的載荷,這就要求密封材料必須具有較高的強度和剛度。否則,密封面會因壓力而變形,導致泄漏或迅速磨損,導致沙坡頭機械密封失效。碳化硅是一種高強度、高剛度、高彈性模量的材料。在高壓下不容易變形。同時,SiC的抗壓強度很高,如在大氣壓下燒結的SiC的抗彎強度為410MPa,而抗壓強度大于2800MPa,是抗彎強度的7倍。完全能承受高端應力,滿足使用要求。


  2、碳化硅在高速沙坡頭機械密封中的應用


  在高速工作狀態下,由于摩擦副的線速度較高,摩擦副的熱磨損和振動將是工作過程中面臨的一個重要問題。因此,作為一種旋轉密封材料,要求其具有高強度和低密度。這樣,高速運轉時旋轉環產生的離心力較小,而由旋轉環引起的振動和偏航也較小,以保持密封面的穩定配合。硬質合金的密度比用于密封的硬質合金小得多,彈性模量高,保證了高速條件下硬質合金密封面不易變形和振動,保持了端面的穩定和配合。由于碳化硅密度低、熱性能好、摩擦系數低,在高速旋轉密封材料中具有明顯的優勢,因此廣泛應用于沙坡頭機械密封硬環中。


  3、SiC在高溫沙坡頭機械密封中的應用


  高溫容易引起摩擦副材料性能的變化,使密封面變形,硬度降低,導致沙坡頭機械密封壽命下降。因此,高溫密封材料的熱變形、高溫強度和耐磨性是選擇密封材料時應考慮的關鍵因素。碳化硅在高溫下具有很高的強度,例如,熱壓碳化硅的抗彎強度與常溫基本相同,因此不會出現類似于金屬的高溫蠕變現象,而且由于具有自潤滑性。在碳化硅陶瓷中,兩端轉動時不會發生粘著磨損,因此可以在高溫條件下使用碳化硅進行沙坡頭機械密封


  腐蝕磨損是腐蝕介質中沙坡頭機械密封摩擦材料失效的主要形式。這種腐蝕作用很強,會直接或迅速引起密封性能的變化。因此,應根據密封介質的特性選擇密封材料。碳化硅化學穩定性好,耐腐蝕性強,可用于各種腐蝕性酸堿介質(部分耐腐蝕性見表)。

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  5、SiC在固體顆粒機械密封中的應用


  在機械密封的實際應用中,密封流體中往往含有固體顆粒,如待處理的廢水、某些海域的海水和一些容易結晶的物質。


  6、碳化硅在干摩擦機械密封中的應用


  通常,機械密封不希望出現干摩擦,但在某些情況下不可能完全避免干摩擦。例如,當密封件的微凸體溫度開始接觸或由于其他原因時,流體力的增加和機械密封件上的間隙的減小將導致干摩擦;而且,大多數密封件是致密的。半干摩擦或干摩擦也可能在打開或停止密封時短暫發生。由于密封面干摩擦會增加摩擦系數,加劇磨損,導致密封圈燒損或熱應力開裂,導致泄漏。因此,要求密封材料具有耐高溫和良好的摩擦學性能。碳化硅材料具有這種特性。熱壓碳化硅的性能在1600℃時不會衰減,在密封面旋轉摩擦過程中,在較低的溫度下,碳化硅中的石墨微粒可以起到潤滑作用。即使在特殊的工作條件下,碳化硅也能完全滿足工作的需要。

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