Металічныя ўшчыльняльнікі з'яўляюцца незаменнымі кампанентамі ўшчыльнення ў прамысловым абсталяванні, і іх прадукцыйнасць непасрэдна звязана са стабільнай працай і бяспекай абсталявання. Аднак у вільготным, высокатэмпературным або агрэсіўным асяроддзі на паверхні металічных ушчыльняльнікаў часта з'яўляецца іржа (аксід жалеза). Ці сапраўды гэтыя, здавалася б, непрыкметныя плямы іржы ўплываюць на прадукцыйнасць герметызацыі? У гэтым артыкуле падрабязна разгледжаны прычыны, небяспекі і меры барацьбы з іржай.
Прычыны і патэнцыйныя пагрозы іржы
Іржа з'яўляецца прадуктам акісляльнай рэакцыі паміж металам (асабліва матэрыяламі на аснове жалеза) і кіслародам і вільгаццю. Калі ўшчыльняльнік доўга падвяргаецца ўздзеянню вільготнага, кіслотнага або высокатэмпературнага і вільготнага асяроддзя, на паверхні лёгка ўтвараецца пласт іржы. Акрамя таго, калі сам матэрыял недастаткова ўстойлівы да карозіі (напрыклад, звычайная вугляродзістая сталь) або пашкоджаны павярхоўны ахоўны пласт (напрыклад, пакрыццё), гэта таксама паскорыць працэс іржы.
Схаваныя небяспекі, якія нясе іржа, ўключаюць:
Павышаная шурпатасць паверхні: пласт іржы зробіць паверхню ўшчыльнення няроўнай, разбурыць першапачатковае пакрыццё, прывядзе да таго, што ўшчыльненне не будзе шчыльна прылягаць да кантактнай паверхні і выкліча ўцечку.
Пагаршэнне механічных уласцівасцей: Іржа аслабляе эластычнасць і трываласць металу на расцяжэнне, што павялічвае верагоднасць дэфармацыі або нават разрыву ўшчыльняльнага кольца пад высокім ціскам або вібрацыяй.
Дынамічнае пашкоджанне ўшчыльнення: пры вярчальным або зваротна-паступальным руху іржа можа павялічыць каэфіцыент трэння, што прывядзе да анамальнага зносу або закліноўвання.
Прамы ўплыў іржы на эфектыўнасць герметызацыі
Павышаная рызыка ўцечкі
Павярхоўныя расколіны або адслойванне, выкліканыя іржой, утвараюць малюсенькія шчыліны, якія становяцца каналамі для ўцечкі вадкасці або газу.
У сістэмах высокага ціску іржа можа выклікаць канцэнтрацыю напружанняў і паскорыць разбурэнне ўшчыльняльнага кольца ад стомленасці.
Пагаршэнне каразійнай стойкасці
Сітаватая структура іржы будзе паглынаць агрэсіўныя асяроддзі (напрыклад, кіслоты і саляны туман), паскараючы хімічную або электрахімічную карозію металічнай матрыцы.
Напрыклад, пасля кантакту іржавага ўшчыльняльнага кольца ў хімічным трубаправодзе з моцнай кіслатой гэта можа прывесці да сур'ёзных уцечак з-за мясцовай карозіі і перфарацыі.
Зніжаная адаптыўнасць да тэмпературы
Іржа зменіць характарыстыкі цеплавога пашырэння металу. Пры высокіх тэмпературах ўшчыльняльнае кольца можа перастаць герметызаваць з-за лакальнай дэфармацыі.
Асноўныя фактары, якія ўплываюць на пашкоджанне ад іржаўлення
Выбар матэрыялу
Пераважныя каразійна-ўстойлівыя матэрыялы: такія як нержавеючая сталь (316L), хастэлой або тытанавыя сплаўы, могуць значна паменшыць утварэнне іржы.
Тэхналогія мадыфікацыі паверхні: храмаванне, азотаванне або напыленне керамічнага пакрыцця на звычайную сталь для павышэння ўстойлівасці да іржы.
Умовы навакольнага асяроддзя
У асяроддзях з іонамі хларыду (напрыклад, у марской вадзе), кіслых або шчолачных асяроддзях патрабуюцца мэтанакіраваныя ахоўныя растворы.
Кіраванне тэхнічным абслугоўваннем
Пазбягайце падрапання ўшчыльняльнай паверхні падчас усталёўкі, рэгулярная чыстка і нанясенне антыкаразійнай змазкі могуць падоўжыць тэрмін службы ўшчыльняльнага кольца.
Тры стратэгіі вырашэння праблемы з іржой
1. Мадэрнізацыя матэрыялаў
У высокаагрэсіўных асяроддзях пераважней выкарыстоўваць ушчыльняльныя кольцы на аснове нікеля (напрыклад, Inconel 625) або з пакрыццём з політэтрафторэтылену (PTFE).
Эканамічнае рашэнне можа выкарыстоўваць гумаметалічныя кампазітныя ўшчыльняльныя кольцы для ізаляцыі агрэсіўных асяроддзяў з дапамогай эластамераў.
2. Тэхналогія ўмацавання паверхні
Абарона пакрыцця: нанясенне PTFE, DLC (алмазападобнае вугляроднае пакрыццё) або керамічнага пакрыцця для павышэння каразійнай устойлівасці паверхні.
Пасівацыя: утварэнне шчыльнай аксіднай плёнкі на паверхні металу з дапамогай хімічных або электрахімічных метадаў для запаволення карозіі.
3. Інтэлектуальны маніторынг і абслугоўванне
Выкарыстоўвайце датчыкі акустычнай эмісіі або інфрачырвоную цеплавізійную тэхналогію для кантролю стану ўшчыльняльнага кольца ў рэжыме рэальнага часу і папярэджання аб рызыках карозіі загадзя.
Усталюйце рэгулярны цыкл замены, асабліва для скарачэння інтэрвалаў тэхнічнага абслугоўвання ва ўмовах высокай тэмпературы і высокай вільготнасці.
Выснова
Не варта недаацэньваць шкоду, якую іржа наносіць металічным ушчыльняльнікам. Гэта не толькі праблема эстэтыкі паверхні, але і можа прывесці да ўцечак, паломкі абсталявання і нават да няшчасных выпадкаў. Рызыку карозіі можна эфектыўна кантраляваць з дапамогай навуковага выбару матэрыялаў, узмацнення абароны паверхні і аптымізацыі асяроддзя выкарыстання. Для ключавога абсталявання рэкамендуецца супрацоўнічаць з прафесійнымі пастаўшчыкамі ўшчыльняльнікаў (такімі як Parker Hannifin і Trelleborg), каб распрацаваць рашэнні, якія забяспечаць доўгатэрміновую і надзейную працу сістэмы ўшчыльнення.
Час публікацыі: 13 лютага 2025 г.