Ekstremal Şəraitlərə qalib gəlmək: 700-800°C, 0,5MPa və Turşu İnert Atmosferlər üçün Sızdırmazlıq Həlləri

Yüksək temperatur, yüksək təzyiq və aşındırıcı mühitlə səciyyələnən ekstremal sənaye mühitlərində möhürləyici komponentlərin seçimi sadə hissələrin seçimini üstələyir - bu, avadanlığın təhlükəsizliyini, etibarlılığını və xidmət müddətini birbaşa müəyyən edən əsas texnoloji problemə çevrilir. 700-800°C maksimum temperatur, 0,5MPa maksimum təzyiq, aşağı konsentrasiyalı xlorid turşusu korroziyası ilə müşayiət olunan və azot və ya ksenonun inert atmosferində ənənəvi sızdırmazlıq materialları (məsələn, rezin, plastik) tamamilə sıradan çıxır. Bu məqalə belə iş şəraiti üçün əsas sızdırmazlıq həllərini araşdırır.

.I. Əməliyyat Vəziyyətinin Təhlili və Əsas Problemlər.

1. .Həddindən artıq yüksək temperatur (700-800°C).: Bu temperatur diapazonu PTFE (~260°C) və ya Fluoroelastomer (FKM, ~200°C) kimi polimer materialların hədlərini çox aşır və hətta bəzi metalların (məsələn, alüminium, mis) möhkəmliyinin kəskin azalmasına səbəb olur. Materiallar çox yüksək ərimə nöqtəsinə, əla yüksək temperatur gücünə və sürüşməyə qarşı xüsusiyyətlərə malik olmalıdır.
2. .Korroziv mühit (aşağı konsentrasiyalı HCl).: Hidroklor turşusu (HCl) metal materialların əksəriyyətində (məsələn, paslanmayan polad, nikel əsaslı ərintilər) ciddi korroziyaya səbəb olan güclü azaldan qeyri-üzvi turşudur. Sızdırmazlıq materialı halogen turşularına müstəsna müqavimət göstərməlidir.
3. .İnert Atmosfer (N₂/Xe)​: Azot və ksenon kimyəvi cəhətdən sabit və qeyri-reaktiv olsa da, bu mühit adətən havanın (oksigen, nəm) daxil olmasının və ya işləyən mühitin sızmasının qarşısını almaq üçün son dərəcə yüksək sızdırmazlıq üçün sistem tələbini nəzərdə tutur və sıfıra yaxın sızma tələb edir.
4. .Təzyiq (0,5 MPa).: 0,5MPa (təxminən 5 kqf) aşağı-orta təzyiq diapazonuna düşür, lakin yüksək temperatur və korroziya ilə birlikdə o, yenə də materialın möhkəmliyi və davamlılığı üçün ciddi sınaq yaradır.

.II. Əsas Seal Material Seçimi.

Yuxarıdakı təhlilə əsasən,QrafitvəXüsusi Yüksək dərəcəli ərintilərmümkün olan yeganə seçimdir.

.1. Çevik Qrafit (Aşınmış Qrafit) – Üstünlük Verilən Material.

Təbii qrafitin kimyəvi emal edilməsi, aşındırılması üçün qızdırılması və sonra təbəqələrə sıxılması nəticəsində əmələ gələn çevik qrafitdir.mütləq dayaqvəüstünlük verilən materialbu şərtlər üçün.

• .Yüksək Temperatur Müqaviməti: Qeyri-oksidləşdirici atmosferlərdə (məsələn, inert N₂ və ya Xe), onun xidmət temperaturu 1600°C-dən çox ola bilər və 700-800°C tələbinə asanlıqla cavab verir.
• .Korroziyaya davamlılıq: Azot turşusu və ya konsentratlı sulfat turşusu kimi güclü oksidləşdirici turşular istisna olmaqla, əksər turşulara (xlorid, kükürd, fosfor daxil olmaqla) əla müqavimət göstərir. Aşağı konsentrasiyalı HCl minimal təsir göstərir.
• .Sızdırmazlıq Performansı: Yumşaqdır və asanlıqla deformasiya olunur, mükəmməl sızdırmazlıq təbəqəsi yaratmaq üçün səth qüsurlarını doldura bilir və aşağı sürtünmə əmsalına malikdir.
• .Formalar: Tipik olaraq qrafit contalar (spiral yara contaları), qrafit qablaşdırma və ya qrafit təbəqə kimi istehsal olunur.

.2. Yüksək Performanslı Xüsusi ərintilər – Metal Contaların Özü.

Metal möhürlər daha yüksək mexaniki möhkəmliyə və ya möhür üçün struktur dayağa ehtiyac olduqda vacibdir. Material seçimində diqqətli olmaq lazımdır:

• .Hastelloy®, kimiHastelloy C-276: BudurHCl korroziyaya davamlılığı üçün üstün ərinti. O, həm oksidləşdirici, həm də reduksiya edən vəziyyətdə əksər turşulara (o cümlədən HCl, H₂SO₄) qarşı son dərəcə güclü müqavimət göstərir və əla yüksək temperaturda mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Spiral sarğı contaları (C-276 zolaq + Çevik qrafit doldurucu) və ya metal O-halqalar istehsalı üçün idealdır.
• .Nikel əsaslı ərintilər (məsələn, Inconel® 600/625).: Yaxşı yüksək temperatur gücü və orta korroziyaya davamlılıq təklif edin. Bununla belə, onların HCl-ə qarşı müqaviməti Hastelloy C-276-dan xeyli aşağıdır və diqqətlə qiymətləndirilməlidir.
• .Titan və Titan ərintiləri: Xlorid mühitinə yaxşı müqavimət (məsələn, HCl). Bununla belə, saf titan 300°C-dən yuxarı güc itirir və hidrogenin kövrəkləşməsi riski var. Yüksək temperaturlu titan ərintiləri seçilməli və ciddi şəkildə qiymətləndirilməlidir.
• .Tantal: Xlorid turşusuna qarşı əla müqavimətə malikdir. Bununla belə, çox bahalı və emal etmək çətindir. Adətən üzlük və ya astar kimi istifadə olunur.

.⚠️ Vacib istisnalar:

• .Standart Paslanmayan Poladlar (məsələn, 304, 316).: HCl mühitlərində ciddi korroziyaya məruz qalacaq və sürətlə sıradan çıxacaq.
• .Politetrafloroetilen (PTFE).: Əla kimyəvi müqavimət, lakin maksimum xidmət temperaturu yalnız 260°C-dir, bu da onu bu yüksək temperatur tətbiqi üçün tamamilə yararsız edir.

.III. Tövsiyə olunan möhür növləri və strukturları.

.1. Statik Sızdırmazlıq (Flanşlar, Qapaqlar və s.)​.

• .Spiral yara contaları:Bu ən klassik və etibarlı həlldir. Hastelloy C-276 zolağının və çevik qrafit zolağının növbə ilə bükülməsi ilə hazırlanmışdır. Alaşımlı zolaq mexaniki möhkəmlik və yaylılığı təmin edir, qrafit zolağı isə ilkin sızdırmazlığı və kompensasiyanı təmin edir. Bu, metal gücünü qrafitin sızdırmazlığı, temperaturu və korroziyaya davamlılığı ilə mükəmməl birləşdirir.
• .Çevik Qrafit Kompozit Contalar: Sıxılma müqavimətini və partlama müqavimətini artırmaq üçün metal dişli lövhə, perforasiya edilmiş lövhə və ya mesh lövhə ilə laminatlanmış çevik qrafit təbəqə. Standart flanş birləşmələri üçün uyğundur.

.2. Dinamik sızdırmazlıq (klapan gövdələri, qarışdırıcı vallar və s.)​.

Bu, sürtünmə və aşınma səbəbindən daha böyük problem yaradır.

• .Örgülü Qrafit Qablaşdırma: Qrafit liflərindən kvadrat ipə hörülmüş və içlik qutusuna yığılmışdır. Bezdən gələn eksenel qüvvə onu sıxır, radial genişlənmənin mil səthi ilə təmasda olmasına və möhür yaratmasına səbəb olur. Yüksək temperatur müqaviməti, korroziyaya davamlılıq və özünü yağlama təklif edir ki, bu da onu yüksək temperaturlu klapanlar və qarışdırıcılar üçün ümumi seçim edir. Sızma dərəcəsinə nəzarət edilməlidir.
• .Yayla Enerji Verilmiş Möhürlər: Çoxsaylı qrafit halqalı möhürlər yüksək temperaturlu ərinti yayla (məsələn, Inconel) dəstəklənir. Yay, çox aşağı sızma dərəcələrinə imkan verən aşınma və istilik dövriyyəsi səbəbindən sızdırmazlıq gücünün itkisini kompensasiya etmək üçün davamlı kompensasiya qüvvəsi təmin edir.

.IV. Dizayn və İstifadə Mülahizələri.

1. .Səth keyfiyyəti: Möhürləyici təmas səthləri (flanş üzləri, mil səthləri) yumşaq qrafit materialının aşınmasının və ya ekstruziyasının qarşısını almaq üçün yüksək bitirmə və sərtliyə malik olmalıdır.
2. .Bolt yükü: Contanın lazımi sızdırmazlıq gərginliyinə nail olmasını təmin etmək üçün kifayət qədər boltun yükünü hesablayın və tətbiq edin. Bu, potensial olaraq yenidən bərkidilmə tələb edən boltun sürüşməsinin gevşeməsinin baş verə biləcəyi yüksək temperaturlarda xüsusilə vacibdir.
3. .Termal Velosipedin Nəzərdə tutulması: Avadanlığın qızdırılması və soyuması zamanı istilik genişlənməsi və büzülməsi sızdırmazlığın sıxılmasına təsir göstərir. Yaxşı möhkəmliyə malik olan möhür növlərinin seçilməsi (məsələn, spiral sarğı contaları, yay enerjisi ilə təchiz edilmiş möhürlər) çox vacibdir.
4. .Qazın Saflığı: İnert qazın təmizliyi təmin edilməlidir. Atmosfer oksigenlə çirklənirsə, bu, yüksək temperaturda çevik qrafitin oksidləşməsinə səbəb olacaq və bu, möhürlərin qırılmasına səbəb olacaqdır.

.V. Xülasə.

Azot/ksenon atmosferində aşağı konsentrasiyalı xlor turşusu olan 700-800°C, 0,5MPa mühitlər üçün material birləşməsiGücləndirici və dəstək üçün Hastelloy C-276 ilə çevik qrafit üzərində mərkəzləşdirilmişdir, sübut edilmiş və etibarlı sızdırmazlıq həllidir.

Həqiqi seçim üçün peşəkar möhür təchizatçıları ilə dərindən məsləhətləşmək, təfərrüatlı əməliyyat parametrlərini təqdim etmək və uğursuz işləməyi təmin etmək üçün lazımi eksperimental yoxlama aparmaq tövsiyə olunur. Yuxarıda təsvir edilən qabaqcıl materialları və konstruksiyaları qəbul etməklə, bu ekstremal əməliyyat şəraitinin sızdırmazlıq problemlərini aradan qaldırmaq və avadanlığın uzunmüddətli, təhlükəsiz və sabit işləməsini təmin etmək tamamilə mümkündür.