Чому застосування високого-тиску потребує вибору іншого ущільнювального кільця
Системи ущільнення під високим{0}}тиском висувають значно вищі вимогиУ-кільцяніж стандартні статичні додатки ущільнення. Зі збільшенням тиску в системі гумове ущільнення піддається більшим навантаженням на стиск, більшим зусиллям екструзії та більшій деформації. Якщо матеріал ущільнювального кільця, твердість, дизайн канавки або зазор не відповідають умовам експлуатації, ущільнення може вийти з ладу задовго до того, як обладнання досягне очікуваного терміну служби.
Типові застосування під високим{0}}тиском включають:
- Гідроциліндри
- Насоси високого{0}}тиску
- Промислова арматура
- Нафтогазове обладнання
- Гідравлічні преси
- Машини для лиття під тиском
- Обладнання для випробування тиском
- Системи хімічної обробки
Вибір кільця O- для цих систем передбачає набагато більше, ніж вибір правильного розміру. Інженери повинні одночасно оцінити тиск, сумісність середовищ, температуру, монтажний зазор і динамічний рух.
Зрозумійте робочий тиск перед вибором ущільнювального кільця
Першим параметром, який потрібно визначити, є максимальний робочий тиск, а не нормальний робочий тиск. Скачки тиску під час запуску системи, перемикання клапанів або аварійного вимкнення можуть перевищувати номінальний робочий тиск, і їх слід завжди враховувати.
Типові класифікації тиску включають:
| Тиск в системі | Типове застосування |
|---|---|
| Нижче 10 МПа | Загальне гідравлічне обладнання |
| 10–25 МПа | Промислові гідравлічні системи |
| 25–40 МПа | Важка техніка |
| Вище 40 МПа | Гідравлічне та нафтопромислове-обладнання високого тиску |
Зі збільшенням тиску ймовірність екструзії ущільнювального кільця значно зростає, особливо коли радіальний зазор між ущільнювальними компонентами є надмірним.
Виберіть правильний матеріал для робочого середовища
Сумісність матеріалів залишається одним із найважливіших критеріїв вибору для ущільнення під високим{0}}тиском.
NBR
Рекомендовано для:
Гідравлічне масло
Мінеральне масло
Дизельне паливо
Масло мастильне
Рідини на-нафтовій основі
NBR поєднує чудову маслостійкість із високою міцністю на розрив, що робить його одним із найбільш широко використовуваних матеріалів у системах гідравлічних ущільнень.
FKM
Рекомендовано для:
Високо{0}}температурні масла
Синтетичні мастила
Палива
Обладнання для хімічної обробки
FKM забезпечує чудову стійкість до нагрівання та агресивних хімічних речовин, зберігаючи при цьому герметичні властивості при підвищених температурах.
EPDM
Рекомендовано для:
- вода
- пар
- гліколь
- Гальмівна рідина
EPDM не слід використовувати в гідравлічних-системах на основі нафти, оскільки тривалий вплив масла спричиняє розбухання та швидке псування.
Перед вибором твердості або розмірів завжди слід перевіряти сумісність матеріалів.
Виберіть відповідну твердість
Твердість ущільнювального кільця безпосередньо впливає на стійкість до екструзії під тиском.
Найбільш часто використовувані значення твердості включають:
- 70 Shore A – Загальне промислове ущільнення
- 80 Shore A – Гідравлічні системи середнього{1}}тиску
- 90 Shore A – Системи високого-тиску з підвищеною стійкістю до екструзії
Зі збільшенням тиску в системі більш м’які сполуки можуть деформуватися в екструзійному зазорі між металевими компонентами. Це призводить до відкушування, розриву та остаточного псування ущільнення.
Однак вибір найвищої твердості не завжди є найкращим рішенням. Надмірно тверді суміші вимагають більшого зусилля при монтажі та можуть знизити ефективність ущільнення в умовах низького-тиску. Тому твердість слід вибирати відповідно до рівня тиску та конструкції канавки.
Запобігайте екструзії ущільнювального кільця
Екструзія є однією з найпоширеніших причин несправності систем ущільнення під високим{0}}тиском.
Коли внутрішній тиск перевищує механічну міцність еластомеру, частина ущільнювального кільця вдавлюється в зазор між сполученими компонентами. Повторювані цикли тиску поступово розрізають або розривають гуму, поки не станеться витік.
До поширених причин належать:
- Надмірний екструзійний зазор
- Матеріал низької твердості
- Скачки тиску
- Зношені ущільнювальні канавки
- Погана толерантність до обробки
Належні розміри канавок і контрольовані зазори є важливими для запобігання екструзії в гідравлічних системах.
Коли слід використовувати резервні кільця?
Опорні кільця – це жорсткі опорні кільця, які встановлюються поруч із ущільнювальним кільцем для запобігання екструзії під високим тиском.
Запасні кільця зазвичай рекомендуються, коли:
- Тиск перевищує приблизно 15-20 МПа
- Великі екструзійні зазори не можна зменшити
- Присутній динамічний зворотно-поступальний рух
- Тиск часто коливається
- Потрібен тривалий термін служби
Залежно від напрямку тиску можна встановити одне або два опорних кільця для забезпечення додаткової опори.
Матеріали, які зазвичай використовуються для опорних кілець, включають PTFE, наповнений PTFE та високо-конструкційний пластик через їх чудову зносостійкість і стабільність розмірів.
Дизайн канавок так само важливий, як і вибір матеріалу
Навіть еластомер преміум-класу не може компенсувати неправильно розроблену ущільнювальну канавку.
Основні фактори конструкції канавок включають:
- Ширина канавки
- Глибина канавки
- Оздоблення поверхні
- Ступінь стиснення
- Радіальний зазор
- Розміри фаски
Недостатнє стиснення може спричинити витік, тоді як надмірне стиснення збільшує тертя та прискорює стиснення. Точна обробка стає все більш важливою, оскільки робочий тиск зростає.
Міжнародні стандарти, такі як AS568, ISO 3601 і DIN 3771, містять вказівки щодо розмірів для багатьох стандартних ущільнювальних кілець.
Розгляньте окремо динамічну та статичну герметизацію
Вибір -ущільнювального кільця високого тиску також залежить від того, чи залишається ущільнення нерухомим чи рухається під час роботи.
Статичне ущільнення
Приклади:
Трубні фланці
Клапанні кришки
Торцеві кришки
Посудини під тиском
Статичні ущільнювачі, як правило, менше зношуються та дозволяють використовувати ширший діапазон матеріалів.
Динамічне ущільнення
Приклади:
Гідроциліндри
Поршні
Поршнево-поступальні стрижні
Обертові вали
Динамічні ущільнення потребують додаткового врахування тертя, зносостійкості, змащування та виділення тепла. У цих випадках вибір матеріалу та обробка поверхні безпосередньо впливають на термін служби ущільнення.
Температурний вплив під високим тиском
Тиск і температура часто підвищуються одночасно під час роботи обладнання.
Підвищені температури знижують твердість гуми та міцність на розрив, що робить екструзію більш імовірною під високими навантаженнями.
Наприклад:
- NBR зазвичай використовується приблизно до 120 градусів.
- FKM зберігає стабільну продуктивність при температурах, що наближаються до 200 градусів.
- EPDM добре працює в середовищах з гарячою водою та парою, але не підходить для нафтових масел.
Вибір матеріалу виключно на основі тиску без урахування температури може значно скоротити термін служби ущільнення.
Точність виробництва має значення
Послідовність розмірів стає все більш важливою в системах високого-тиску.
Критичні фактори виробництва включають:
- Управління спалахом
- Точність форми
- Допуск-перерізу
- Гладкість поверхні
- Складна консистенція
- Продуктивність набору стиснення
Відхилення в поперечному -діаметрі або твердості між виробничими партіями можуть вплинути на силу ущільнення та збільшити ризик витоку під тиском.
Для промислових гідравлічних проектів незмінна якість виробництва часто настільки ж важлива, як і сам вибір матеріалу.
Спеціальні ущільнювальні-кільця для-застосувань під високим тиском
Багато-систем високого тиску потребують індивідуальних рішень для ущільнення замість стандартних розмірів за каталогом.
Налаштування може включати:
- Не-стандартні внутрішні діаметри
- Спеціальні перерізи
- Склади високої-твердості
- Рецептури матеріалів для агресивних хімічних речовин
- Жорсткі допуски на розміри
- Спеціальна упаковка для виробництва OEM
Chaoyue виробляє ущільнювальні кільця для складних промислових ущільнювачів, у тому числі гідравлічне обладнання високого{1}}тиску, рідинні системи живлення та спеціальні механічні вузли. На додаток до стандартних матеріалів NBR, FKM, EPDM, силікону та HNBR, Chaoyue підтримує розробку спеціалізованих компаундів, точне формування та виробництво-на основі креслення, щоб відповідати різним номінальним тискам, робочим температурам і ущільнювальним матеріалам, які вимагають клієнти OEM.
Поширені помилки під час вибору ущільнювальних-кілець високого тиску
Декілька помилок у виборі продовжують спричиняти передчасний вихід з ладу ущільнень у промисловому обладнанні.
Вибираючи матеріал, орієнтуйтеся тільки на ціну
Нижчий-еластомер може швидко вийти з ладу, якщо він несумісний з робочою рідиною або температурою.
Ігнорування стрибків тиску
Перехідні піки тиску часто перевищують нормальний робочий тиск і завжди повинні бути включені в розрахунковий запас.
Використання стандартної твердості для кожного застосування
Кільце 70 Shore AO- може добре виконувати загальні ущільнення, але може видавлюватись під високим-гідравлічним тиском.
Нехтування екструзійним зазором
Навіть правильний матеріал може вийти з ладу, якщо надмірний зазор дозволяє гумі деформуватися під тиском.
З огляду на точність обробки канавок
Неправильні розміри канавок знижують ефективність ущільнення незалежно від якості ущільнювального кільця.
Спільно оцінюючи тиск, середовище, температуру, твердість, дизайн канавок і точність виготовлення, інженери можуть значно підвищити надійність ущільнень і зменшити витрати на технічне обслуговування систем високого-тиску.