Metal U-Seals-ak bikainak dira muturreko baldintzetan (>70MPa, -200°C eta 650°C artean), non elastomeroek huts egiten duten. Azterketa tekniko honek haien egitura-abantailak, materialen hautaketa eta instalazio-protokolo kritikoak aztertzen ditu.
I. Nukleoaren Ezaugarriak eta Egitura Diseinua
1.1 Egitura-ezaugarriak
| Parametroa | Metalezko U zigilua | Metalezko C zigilua |
|---|---|---|
| Zeharkako sekzioa | U formako ezpain simetrikoak | C formako ezpain bakarra irekita |
| Zigilatzeko mekanismoa | Ezpain elastikoaren deformazioa + aurrekarga erradiala | Lerro-kontaktuaren konpresioa |
| Deslerrokatze-tolerantzia | ★★★★☆ (±0,5 mm moldagarria) | ★★☆☆☆ (Lerrokatze zehatza behar du) |
| Erorketaren aurkako erresistentzia | Sustrai-egitura indartua | Horma meheak deformazio iraunkorrerako joera dute |
1.2 Funtzionamendu-printzipioa
- Bi faseko zigilatzea:
- Lehen mailako zigilua: Hasierako kontaktua ezpain elastikoaren deformazioaren bidez
- Bigarren mailako zigilua: Sistemaren presioak ezpainen eta gainazalen arteko kontaktua indartzen du
- Errebote erreserbaU oinarriak energia elastikoa gordetzen du higadura/konpentsazio termikoa lortzeko
II. Materialen errendimendua (ASTM arauak)
| Materiala | Tenperatura-tartea | Korrosioarekiko erresistentzia | Aplikazio tipikoak |
|---|---|---|---|
| 304 Altzairu herdoilgaitza | -200~400℃ | Azido/alkali ahulak (pH4-10) | Hidraulika orokorra |
| Hastelloy C276 | -250~450℃ | ★★★★★ (Azido/halogeno sendoak) | Erreaktore kimikoak/Ponpa nuklearrak |
| Ti-6Al-4V | -270~600℃ | Itsasoko ura/oxidazio-euskarria | Aireontzien/Itsaso sakoneko ekipamendua |
| Inconel 718 | -200~700℃ | Tenperatura altuko oxidazioa | Suziri-motorraren toberak |
Oharra: Hastelloy korrosio-tasa <0,002 mm/urte Cl⁻ ingurunean (ASTM G48)
III. Desberdintasun nagusiak C-Seal-en eta
| Konparaketa | Metalezko U zigilua | Metalezko C zigilua |
|---|---|---|
| Fidagarritasuna | Ezpain bikoitzeko zigilatze erredundantea | Kontaktu puntu bakarreko arriskua |
| Moldagarritasun Dinamikoa | Bibrazioa/deslerrokatzea konpentsatzen du | Lerrokatze zorrotza beharrezkoa da (<0,1 mm) |
| Inpaktu-erresistentzia | Presioa banatzen duen erroa | Horma meheak erraz erortzen dira |
| Berrerabilgarritasuna | 3-5 zerbitzu ziklo | Normalean kendu ondoren baztertzen da |
| Kostu-eraginkortasuna | Hasierako kostu handiagoa, 5 urteko iraupena baino gehiago | Kostu baxua baina ordezkapen maiztasuna |
IV. Aplikazio kritikoak
4.1 Ordezkaezinak diren eszenatokiak
- Ultra-presio handiko zilindroak:
-
100MPa (adibidez, 10.000 tonako prentsa-zilindroak)
- Isurketa <1ml/h (ISO 6194)
-
- Muturreko tenperaturak:
- Oxigeno likidoaren hodiak (-183℃)
- Gas turbinen zigiluak (650℃)
- Komunikabide oldarkorrak:
- Azido sulfuriko erreaktoreak (% 98ko kontzentrazioa baino handiagoa)
- Itsasoko uraren sistema hidraulikoak
4.2 Kasu-azterketak
- Espazio-estazioaren ainguratze-mekanismoaTi-6Al-4V U zigiluek 10⁻⁸ Pa-ko hutsunea mantentzen dute
- Itsaso sakoneko BOPakHastelloy U zigiluek 103,5 MPa-ko presio hidrostatikoa jasaten dute
V. Instalazio Protokoloa
5.1 Urrats kritikoak
- Gainazalaren prestaketa:
- Ra ≤0.4μm (ISO 4288)
- Gogortasuna ≥HRC 50
- Sakearen kontrola:
- Erradialki tartekatua: 0,05-0,15 mm (Interferentzia = % 0,1 × ardatzaren diametroa)
- Aurre-konpresioa:
- Konpresio axiala: % 15-20 (gehiegizko konpresioak deformazio plastikoa eragiten du)
5.2 Debekatutako eragiketak
- ❌ Mailuaren instalazioa (Erabili mandril-prentsa tresnak)
- ❌ Gehiegi luzatzea (% 2 baino gehiagoko deformazioak errebotea hiltzen du)
- ❌ Muntaketa lehorra (MoS₂ tenperatura altuko koipea aplikatu behar da)
OndorioaMetal U-Seal zigiluek ia zero isuri lortzen dituzte muturreko baldintzetan energia biltegiratze elastikoaren eta presio bidezko zigilatzearen bidez. Ezpain bikoitzeko diseinuak C-Seal zigiluak baino emaitza hobeak lortzen ditu fidagarritasunean eta moldagarritasunean, eta hasierako inbertsio handiagoa izan arren, bizi-zikloaren kostuak % 40 baino gehiago murriztuz.
Argitaratze data: 2025eko ekainaren 26a