Tenperatura altuko inguruneetan lan egiten duten zigilatze-eraztunak ez daude soilik estres termiko muturrekoen menpe, baizik eta korrosio kimikoak, higadurak, zahartze termikoak eta beste faktore batzuek ere eragin diezaiekete. Tenperatura altuko baldintzetan zigilatze-eraztunen epe luzeko fidagarritasuna bermatzeko, materialen hautaketa eta diseinua funtsezkoak dira. Jarraian, zigilatze-material egokiak nola aukeratu eta tenperatura altuko inguruneetan haien epe luzeko fidagarritasuna bermatzeko hainbat ikuspegi nagusitatik aztertuko da.
1. Materialaren tenperatura altuko erresistentzia
Tenperatura altuko inguruneetan zigilatzeko materialen erronka handienetako bat egonkortasun termikoa da. Materialek biguntzea, hedapena, egitura kimikoaren aldaketak eta baita deskonposizioa ere jasango dituzte tenperatura altuetan. Beraz, materialen propietate fisiko eta kimikoak tenperatura altuetan egonkor mantentzea bermatzea da zigilatzeko eraztunen epe luzerako fidagarritasunaren oinarria.
Materialen deskonposizio termikoaren tenperatura: Materialak hautatzerakoan, ziurtatu behar da haien deskonposizio termikoaren tenperatura funtzionamendu-tenperatura baino askoz handiagoa dela. Adibidez, fluoro-kautxuaren (FKM) deskonposizio termikoaren tenperatura 250 °C eta 300 °C artekoa izan daiteke, eta PTFEarena, berriz, 300 °C-tik gertu dago. Material hauek errendimendu nahiko egonkorra mantendu dezakete tenperatura altuetan.
Materialaren hedapen termikoaren koefizientea: Tenperatura altuetan, zigilatzeko eraztunaren materialak dimentsio-aldaketak jasango ditu hedapen termikoaren ondorioz. Hedapen termikoaren koefiziente baxua duten materialak hautatzeak dimentsio-aldaketa honek zigilatze-errendimenduan duen eragina murrizten laguntzen du. Adibidez, PTFEak hedapen termikoaren koefiziente baxua du eta tenperatura altuko aplikazioetan erabiltzeko egokia da.
2. Oxidazioaren eta zahartzearen aurkako errendimendua
Tenperatura altuko inguruneetan, materialen oxidazio-erreakzio-tasa bizkortu egingo da, eta horren ondorioz zahartzea, gogortzea edo hauskortasuna gerta daitezke. Zahartze horrek zigilu-eraztunaren elastikotasuna eta malgutasuna nabarmen murriztuko ditu, eta zigiluaren haustura eragingo du. Beraz, oxidazioaren aurkako eta zahartze termikoaren aurkako errendimendua dira lehentasun nagusiak tenperatura altuko zigilatze-materialak hautatzerakoan.
Materialen oxidazioarekiko erresistentzia: Material batzuek oxidazio-erresistentzia handia erakusten dute tenperatura altuetan eta zahartzea eraginkortasunez atzeratu dezakete. Adibidez, fluoro-kautxuak (FKM) eta silikonazko kautxuak (VMQ) oxidazio-erresistentzia bikaina dute eta denbora luzez egonkor mantendu daitezke tenperatura altuko inguruneetan.
Zahartze termikoaren aurkako gehigarriak: Zigilatzeko materialari zahartze termikoaren aurkako agente kopuru egokia gehitzeak materialaren bizitza erabilgarria nabarmen luzatu dezake. Ohiko antioxidatzaileek, egonkortzaileek eta izpi ultramoreen xurgatzaileek materialaren degradazio-tasa eraginkortasunez moteldu dezakete.
3. Korrosioarekiko erresistentzia kimikoa
Tenperatura altuko inguruneetan, zigilu-eraztuna hainbat ingurune kimikoren eraginpean egon daiteke, hala nola olioen, azido eta alkali disoluzioen edo disolbatzaile organikoen eraginpean. Materialaren egonkortasun kimikoa eskasa bada, erraz korroditzen da ingurune horien eraginpean, eta materiala puztu, bigundu edo hondatu egiten da. Beraz, korrosio kimikoarekiko erresistentzia ere faktore garrantzitsua da epe luzerako fidagarritasuna bermatzeko.
Aukeratu erresistentzia kimiko handia duten materialak: PTFE material kimiko egonkorrenetakoa da. Ia ez dio eragiten inolako ingurune kimikok eta denbora luzez erabil daiteke ingurune korrosiboetan, hala nola azidoetan, alkalietan eta disolbatzaile organikoetan. Fluorokautxuak ere ondo funtzionatzen du erregai eta olio inguruneekin lan egiteko.
Material konposatuen erabilera: Muturreko lan-baldintza batzuetan, material bakar batek ezin ditu baldintza guztiak aldi berean bete. Une honetan, material konposatuak irtenbide eraginkor bihurtzen dira. Adibidez, PTFE eta metalezko eskeletoaren konbinazioak propietate mekanikoak hobetu ditzake tenperatura altuan, presio altuan eta ingurune korrosiboetan.
IV. Erresistentzia mekanikoa eta arrastatze-erresistentzia
Tenperatura altuko inguruneak ez du materialaren egonkortasun kimikoan eragiten bakarrik, baita bere propietate mekanikoak hondatzea ere eragiten du. Tenperatura altuko baldintzetan dauden materialek arrastatzeko joera dute, hau da, etengabeko tenperatura eta presio altuen pean, materiala pixkanaka deformatuko da, eta azkenean zigiluaren haustura eragingo du. Beraz, ezinbestekoa da erresistentzia mekaniko eta arrastatze-erresistentzia handiko materialak hautatzea.
Materialen erresistentzia mekanikoa hobetzea: Tenperatura altuetan jasaten diren tentsioak materialaren jariakortasuna handitzea dakar normalean, batez ere material elastomerikoetan. Konpresioari eta deformazioari aurre egiteko gaitasuna hobetu daiteke gogortasun handiagoa duten materialak hautatuz edo materialari indargarri betegarriak (grafitoa eta beira-zuntza, adibidez) gehituz.
Marruskaduraren aurkako materialak: PTFEak marruskaduraren aurkako erresistentzia bikaina du eta askotan tenperatura altuen eta presio altuen eraginpean egon behar duten aplikazioetan erabiltzen da. Hidrogenatutako nitrilo kautxuak (HNBR) ere ondo funtzionatzen du tenperatura eta presio altuen baldintzetan.
V. Zigilatze-diseinua eta egitura-optimizazioa
Materialen hautaketa funtsezkoa da zigilu-eraztunaren epe luzerako fidagarritasuna tenperatura altuko ingurune batean bermatzeko, baina diseinu arrazoizkoa eta egitura-optimizazioa berdin garrantzitsuak dira. Zigilu-eraztunaren forma, tamaina eta zigilatzeko metodoa optimizatuz, tentsio termiko eta mekanikoaren eragina eraginkortasunez murriztu daiteke zigilu-eraztunean, eta haren zerbitzu-bizitza luzatu.
Kontuan hartu hedapen eta uzkurdura termikoa: Diseinatzerakoan, materialaren hedapen termikoa tenperatura altuan eta hozte ondorengo uzkurdura kontuan hartu behar dira, zigilu-eraztunaren tamaina eta egitura tenperatura-aldaketetara egokitu ahal izateko. Aldi berean, saihestu gehiegizko konpresioa edo gehiegizko erlaxazioa zigilatze-errendimenduan eraginik ez izateko.
Aukeratu zigilatzeko egitura egokia: O-eraztunak eta X-eraztunak zigilatzeko egitura arruntak dira, baina tenperatura eta presio handiko baldintzetan, konpositezko zigilatzeko egitura bat aukeratzeak edo metalezko indartutako zigilatzeko eraztun bat erabiltzeak zigiluaren egonkortasuna eta fidagarritasuna eraginkortasunez hobetu ditzake.
VI. Mantentze-lanak eta monitorizazio erregularrak
Kalitate handiko zigilatze-materialak eta diseinu optimizatuak hautatzen badira ere, epe luzerako fidagarritasuna bermatu behar da mantentze-lan eta monitorizazio erregularren bidez. Tenperatura altuko ingurunean dagoen zigilatze-eraztuna aldizka egiaztatu behar da gainazaleko higadura, zahartzea eta zigilatze-efektua egiaztatzeko. Anormaltasunen bat aurkitzen bada, garaiz ordezkatu edo konpondu behar da ekipamenduaren kalteak edo ihes-istripuak saihesteko.
Ondorioa
Zigilu-eraztunaren epe luzerako fidagarritasuna tenperatura altuko inguruneetan bermatzeko, kontuan hartu behar dira materialen hautaketa, diseinuaren optimizazioa eta mantentze-lanak. Egonkortasun termiko ona, oxidazio-erresistentzia, korrosio kimikoarekiko erresistentzia eta erresistentzia mekaniko handia duten materialak hautatzeak, hala nola fluoro-kautxua, PTFE, HNBR, etab., tenperatura altuak dakartzan erronkei modu eraginkorrean aurre egin diezaieke. Gainera, zigilu-eraztunaren egonkortasuna eta zerbitzu-bizitza tenperatura altuko inguruneetan are gehiago hobetu daitezke egitura-diseinuaren optimizazioaren eta aldizkako monitorizazioaren eta mantentze-lanen bidez.
Argitaratze data: 2024ko irailaren 1a