O le ā le Mea e Sili ona Lelei mo se Fa'amaufa'ailoga Fa'amekanika e Tete'e i le 'Ele?

Fa'atomuaga

O le filifilia o se meafaitino mo se fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'ele'ele e lē fa'atatau i le sailia o se filifiliga "sili ona lelei" e tasi, ae e fa'atatau i le fa'afetauiina o foliga fa'amaufa'ailoga, elastomers, ma vaega u'amea i le vai, vevela, mamafa, ma tulaga fa'agaoioia. O le tu'ufa'atasiga sese e mafai ona fa'avavevave ai le ofuina, fa'aosofia ai le osofa'iga fa'akemikolo, ma fa'apu'upu'u ai le ola o le fa'amaufa'ailoga, e o'o atu ai i le tafe, taimi e le toe fa'aaogaina, ma lamatiaga i le saogalemu. O lenei tusiga e fa'amatalaina ai le auala e fa'atino ai filifiliga masani o meafaitino e pei o le silicon carbide, tungsten carbide, Hastelloy, PTFE, ma elastomers fa'apitoa i le tautua 'ele'ele, ma le auala e iloilo ai e fa'atatau i le kemisi o le fa'agasologa ina ia mafai ona e iloa le fausiaina sili ona talafeagai o le fa'amaufa'ailoga mo lau fa'aoga.

Aiseā e Tāua ai le Filifiliga o Meafaitino mo Fa'amaufa'ailoga Fa'amekanika e Tete'e i le 'Ele'ele

Fa'amaotiina o sefa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'eleo se tasi lea o faaiuga fa'ainisinia sili ona taua i faiga taulima o vai.O fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e avea ma pa puipui autui le va o vai fa'agasolo malosi ma le siosiomaga i fafo, e puipuia ai fa'asa'olotoga mata'utia ma puipuia ai vaega o le pamu i totonu. Pe a fa'agasoloina mea e matua'i 'ele'elea—e pei o 'asita malolosi, alkalis caustic, po'o vaila'au fa'amama malosi—e toetoe lava a leai se avanoa e sese ai. E mafai ona vave ona fa'aleagaina meafaitino, e mafua ai le leai o se puipuiga, lamatiaga tau si'osi'omaga, ma le fa'aleagaina tele o masini.

O le faiga o le filifiliga e manaʻomia ai se malamalamaga atoatoa i le metallurgy, tribology, ma le elastomer chemistry. O le mechanical seal e lē o se vaega monolithic; o se faʻapotopotoga o foliga feliuliuaʻi ma foliga tumau, elemene faʻamaufaʻailoga lona lua, ma mea faigaluega uʻamea. E tatau i nei vaega taʻitasi ona teteʻe tutoʻatasi i le siosiomaga faʻakemikolo aʻo faʻatumauina pea le saʻo o le faʻapalepale faʻakemikolo i lalo o le mamafa ma le vevela eseese. O le le fetaui lelei o meafaitino saʻo i le faʻapitoa o le kemisi vai e faʻaitiitia ai le Mean Time Between Failures (MTBF) ma faʻateleina ai lamatiaga faʻatino.

Kemisi o le faagasologa, lamatiaga o le tafe, ma aafiaga o le taimi e le toe galue ai

E fa'atonutonuina e le kemisi o le faagasologa le saoasaoa ma le faiga o le fa'aleagaina o meafaitino. E mafai e vai fa'apisinisi ona fa'aalia le maualuga o le pH, e amata mai i le maualuga o le acidic (pH < 1) i le maualuga o le alkaline (pH > 13), e ta'itasi ma osofa'ia meafaitino i se auala eseese. Mo se fa'ata'ita'iga, o acids fa'a'oksizenina e pei o le nitric acid e mafai ona fa'apala'au nisi o u'amea e le gaoia ae vave ona fa'aumatia foliga masani o le fa'amaufa'ailoga kaponi. E le gata i lea, o mea leaga laiti, ia e masani ona le amana'ia i fa'amatalaga o le tele o vai, e mafai ona avea o ni mea fa'atupu fa'alavelave mo faiga fa'aleaga i nofoaga e pei o le pitting po'o le crevice corrosion.

O le lamatiaga o le tafe o le vai e fesoʻotaʻi ma le filifiliga sese o meafaitino e sili atu nai lo se faaletonu faigofie faʻamekanika. I le gaosiga o vailaʻau ma le faʻamamaina o petrochemical, e tatau ona matua taofia faʻamalosi mea faʻaolaola (VOC) ma mea leaga matautia i le ea. O tulafono faatonutonu a le Environmental Protection Agency (EPA) e masani ona faʻatonuina ai le faʻaitiitia o le kasa o le pamu i lalo ifo o le 500 vaega i le miliona (ppm) tulaga faʻatapulaʻa. O se malepe e mafua mai i le ele i le mata o le faʻamaufaʻailoga poʻo le faʻaleagaina o le elastomer e mafai ona mafua ai ona solia vave tulafono faatonutonu, e manaʻomia ai le tapunia faʻafuaseʻi ma mafua ai ona lipotia faʻamalosia le siosiomaga.

Tau o le toilalo e fesoʻotaʻi ma le le fetaui lelei o meafaitino

O taunuuga tau tupe o le le fetaui lelei o meafaitino e sili atu nai lo le tau muamua o le faʻatauina o le faʻamaufaʻailoga faʻainisinia lava ia. A vave ona leaga se faʻamaufaʻailoga ona o le osofaʻiga a vailaʻau, o le tau o le sui tuusaʻo e faʻateleina e le galuega e manaʻomia mo le aveeseina o le pamu, faʻamamāina, ma le toe faʻapipiʻiina. O le mea e sili atu ona taua, o tau e le tuusaʻo e fesoʻotaʻi ma le taimi e leʻi fuafuaina e mafai ona matua tele lava. I totonu o fale gaosi oloa e tele le gaosiga, o se faaletonu faʻafuaseʻi o le pamu e mafai ona taofia ai se laina gaosiga, ma mafua ai ona faʻaalu le taimi e le galue ai mai le $10,000 i le silia ma le $50,000 i le itula e fuafua i le alamanuia ma le tau o oloa.

E le gata i lea, o le tafe o le 'ele e mafai ona mafua ai ni fa'aleagaina fa'aopoopo i masini o lo'o siomia ai. O se fa'amaufa'ailoga ua fa'aleagaina e mafai ai e vaila'au malolosi ona osofa'ia le au o le pamu, u'amea, ma fale afi. O le mea na amata muamua o se fa'aletonu o le fa'amaufa'ailoga i se nofoaga e mafai ona vave fa'ateteleina i se fa'aletonu mata'utia o le pamu e mana'omia ai le toe fausia atoa o le fa'avaa o le u'amea po'o le suiina o le au. O le teu fa'afaigaluega i mea talafeagai e tete'e atu i le 'ele i le amataga—tusa lava pe fa'ateleina ai le tau muamua o le vaega i le 200% i le 300%—e maua ai se Toe Fo'i Mai i Tupe Fa'afaigaluega (ROI) e sili atu le maualuga e ala i le fa'alauteleina o le MTBF mai ni nai masina i ni nai tausaga.

Filifiliga o Meafaitino mo Fa'amaufa'ailoga Fa'amekanika e Tete'e i le 'Ele

O le fausiaina o se fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'ele e mana'omia ai le filifilia o mea fa'apitoa mo vaega eseese e tolu: o foliga autū o le fa'amaufa'ailoga, o mea faigaluega u'amea (springs, drive pins, ma glands), ma elemene fa'amaufa'ailoga lona lua (O-rings ma gaskets). O vaega ta'itasi e feagai ma fa'alavelave fa'atino tulaga ese, o lona uiga o se mea e fa'atino lelei tele e pei o se O-ring e le minoi atonu e le talafeagai mo se foliga fa'amaufa'ailoga e malosi ma fa'atupuina le vevela.

Mea e fa'amaufa'ailoga ai foliga e pei o le silicon carbide

O foliga autū o le fa'amaufa'ailoga o vaega sili ia ona tāua, aua latou te faatumauina se ata mafiafia o le vai a'o feliuliua'i le tasi i le isi.Silikoni karbida (SiC)ua lauiloa o le mea sili ona lelei mo le fa'amaufa'ailogaina o le mata mo auaunaga fa'akemikolo malolosi. Ae maise lava, o le silicon carbide ua fa'apipi'iina tuusa'o (alpha) e ofoina atu le tete'e atu i vaila'au fa'akemikolo e toetoe lava a lautele i le va o le pH 0 i le 14 ma e mafai ona tatalia le vevela o le fa'agaioiga e o'o atu i le 300°C (572°F). E le pei o le silicon carbide ua fa'apipi'iina i le tali, lea e iai le silicon saoloto e mafai ona fa'amama ese e ala i le malosi o le caustics po'o le hydrofluoric acid, o le alpha-sintered SiC e tumau pea le mautu o lona fausaga i toetoe lava o ala fa'asalalau malolosi uma.

O isi filifiliga o meafaitino e aofia ai le tungsten carbide (WC) ma ituaiga eseese o le kaponi. O le tungsten carbide e matua umi lona tumau ma e tete'e atu i le pa'i, ma e talafeagai ai mo mea e olo ai, ae o lona tete'e atu i vaila'au e fa'alagolago tele i lona mea e fa'apipi'i ai. O le tungsten carbide e fusifusia i le nickel e masani ona sili atu nai lo ituaiga e fusifusia i le cobalt i siosiomaga e 'ele'elea, e ui lava e le lava le SiC i totonu o acid malolosi. O foliga kaponi e fa'asusu i le antimony po'o le resin e fa'asusu i ai e masani ona fa'aaogaina o se mama fa'atasi e fa'asaga i le SiC ona o latou uiga lelei e fa'asusu ai lava, pe afai e leai ni vaila'au fa'aola malolosi o lo'o i totonu o le vai fa'agasologa e osofa'ia ai le fausaga o le kaponi.

U'amea ma u'amea fa'afefiloi e tete'e atu i le 'ele

O vaega u'amea o le fa'amaufa'ailoga, e aofia ai le gland plate, le sleeve, ma springs, e tatau ona tete'e atu i le 'ele tutusa ma osofa'iga fa'alotoifale e pei o le pitting ma le stress corrosion cracking (SCC). E ui o le u'amea e le gaoia 316 o le tulaga fa'atulagaina o le alamanuia mo auaunaga lautele, ae e matua'i faigofie lava ona a'afia i le chloride-induced pitting. Mo siosiomaga malolosi, e tatau i inisinia ona fa'amaoti mai u'amea fa'apitoa e maualuga le tulaga e fa'atatau i la latou Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). O le PREN e sili atu i le 40 e masani ona mana'omia mo auaunaga ogaoga o le chloride po'o le acidic.

O le Hastelloy C-276 (PREN > 45) o se tasi o nickel-molybdenum-chromium alloys e sili ona tele ona fa'aoga, e ofoina atu le tete'e tulaga ese i le kasa chlorine susu, hypochlorites, ma le tele o organic ma inorganic acids. E masani ona filifilia le Titanium Grade 2 mo le fa'aogaina o mea fa'aola ma le vai ona o lona ata oxide e mautu ma puipuia, e ui lava e vaivai i le chlorine mago. O le Alloy 20 o se isi filifiliga masani, ua mamanuina fa'apitoa e tete'e atu ai i osofa'iga a le sulfuric acid i le vevela maualuga ma le maualuga o le malosi.

Elastomers ma elemene fa'amaufa'ailoga lona lua

O elemene fa'amaufa'ailoga lona lua, e masani lava o mama-O, e maua ai le fa'amaufa'ailoga tumau i le va o le fa'apotopotoga fa'amaufa'ailoga fa'amekanika ma le pusa pamu. O le filifiliga o le elastomer e masani lava o le mea e fa'atapula'aina ai le fa'atinoga fa'akemikolo ma le vevela o se fa'amaufa'ailoga. O Fluoroelastomers (FKM), e masani ona ta'ua i le igoa tau fefa'ataua'iga Viton, o mea masani ia mo le tele o acids vaivai ma vai e fa'avae i le penisini ae vave ona pala i ketones, amines, ma alkalis malolosi.

Mo le tete'e tele i le 'ele, e mana'omia perfluoroelastomers (FFKM), e pei o Kalrez po'o Chemraz. O vaila'au fa'aputuga FFKM e ofoina atu le tete'e fa'akemikolo e toetoe lava tutusa ma le PTFE ae fa'atumauina le manatua fa'alelei e mana'omia mo le fa'amaufa'ailogaina fa'aola. E mafai ona latou tete'e atu i vaila'au fa'aola malolosi, 'asi malosi, ma fa'avae i le vevela fa'aauau pea e o'o atu i le 327°C (620°F). A taofia e tapula'a tau tupe le fa'aaogaina o le FFKM atoa, o le PTFE-encapsulated FKM po'o le silicone O-rings e maua ai se isi auala taugofie, e ofoina atu ai le le gaoioi fa'akemikolo o se peleue PTFE fa'atasi ai ma le malosi fa'amekanika o se fatu elastomer.

Auala e Iloilo ai Mea Fa'amaufa'ailoga mo Tuutuuga o Auaunaga

O le iloiloina o meafaitino fa'amaufa'ailoga e mana'omia ai le agai i tua atu o siata fa'avae o le fetaui lelei o vaila'au ma le iloiloina o tulaga fa'agaoioia o le siosiomaga fa'agaoioia. O se meafaitino e le gaoioi fa'akemikolo i le vevela o le potu e ono vave ona pala pe a fa'aalia i le vevela fe'ese'esea'i e mafua mai i foliga o le fa'amaufa'ailoga pe a fesuisuia'i le tele o vai i le taimi o fa'alavelave fa'agasologa. E tatau i inisinia ona iloilo le fa'asologa atoa o le vevela ma le vaila'au o le fa'aoga.

Fesuiaiga fa'atino e pei o le fa'aputuga, chlorides, ma le vevela

O le vevela, le malosi, ma le iai o ni ion faapitoa e matua suia ai lava le fua faatatau o le ele. Mo se faataitaiga, o le u'amea e le gaoia 316 e matua taliaina lava mo le vai i le vevela o le siosiomaga, ae afai e sili atu le malosi o le chloride i le 1000 ppm ma e sili atu le vevela i le 60°C (140°F), e matua faigofie lava ona malepe le meafaitino i le stress corrosion cracking (SCC) ma le vave ona pala. O le mea lea, o talosaga e aofia ai le brine vevela po o le vai o le sami e masani ona mana'omia ai u'amea e le gaoia super duplex po o le titanium.

E matuā tāua fo'i le malosi o le 'āseta. E iai le fa'asologa o le 'ele e lē fa'asolosolo i le 'ele: e matuā 'ele'elea le 'āseta 'eli'eli o le 'āseta 'oona i le tele o u'amea, e mana'omia ai le Hastelloy po'o le Alloy 20, ae o le 'āseta 'eli'eli fa'aputu (>90%) e mafai ona taulimaina i nisi taimi e ala i u'amea kaponi masani i le vevela o le siosiomaga ona o le fausiaina o se ata sulfate e fa'asolo ai le 'ele'ele. Peita'i, afai e mitiia e le 'āseta fa'aputu le susu mai le ea, o le a vave ona amatalia e le fa'aputuga fa'aputuga le osofa'iga ogaoga o le 'ele'elea i luga o le masini fa'amaufa'ailoga.

Fefa'ataua'iga o meafaitino ma mea fa'atusatusa

O le filifilia o le mea sili ona lelei e masani ona aofia ai le paleni o meatotino fa'amekanika ma vaila'au. E ui o le alpha-sintered silicon carbide e maua ai le tete'e atu i le 'ele e le mafaatusalia, ae e matua malepelepe lava. Afai e o'o le pamu i le cavitation ogaoga po'o le fa'api'opi'o o le 'au, e mafai e foliga SiC ona matua malepe. I fa'aoga e avea ai le te'i fa'amekanika ma popolega autu fa'atasi ai ma le 'ele, e ono fa'aleaogaina e inisinia e ala i le fa'aogaina o se foliga tungsten carbide e sili atu ona malosi, e ui lava e itiiti ifo le le gaoioi fa'akemikolo.

O le fa'avevela o le eletise o se isi mea taua e fa'atusatusa ai. O foliga o le fa'amaufa'ailoga e fa'atupuina ai le vevela tele o le fe'ese'esea'iga, lea e tatau ona fa'asalalauina i totonu o le vai o le fa'agasologa ina ia puipuia ai le vai mai le emo i le ausa. O le SiC e sili ona lelei le fa'avevela o le eletise, e vave ona tosoina ese le vevela mai le va o le fa'amaufa'ailoga nai lo le alumina ceramic po'o le carbon. O lenei gafatia e fa'aitiitia ai le lamatiaga o le te'i fa'avevela ma fa'alauteleina ai le ola o le elastomers lona lua.

Afai e le lava le fa'aleleia o meafaitino e tasi

I nisi faʻaoga ogaoga, o le faʻaleleia atili o le uʻamea ma mea o loʻo i luga o se faʻamaufaʻailoga faʻainisinia e tasi e le lava e faʻamautinoa ai le faʻatuatuaina. Afai e matua matautia, oona, pe faigofie ona polymerize se vai pe a paʻi atu i le okesene o le ea, o le faʻaoga e manaʻomia ai sefa'atulagaga fa'amaufa'ailoga fa'amekanika lua. E fa'aogaina e fa'amaufa'ailoga e lua ni seti se lua o foliga fa'amaufa'ailoga ma fa'aofi ai se pa puipui po'o se vai fa'apale i le va o la'ua.

I lalo o fuafuaga fa'apena masani a le American Petroleum Institute (API), e pei o le API Plan 53A po'o le 54, o se vai pa puipui e fa'ata'amilomilo i le va o fa'amaufa'ailoga i totonu ma fafo o le va'a. O lenei vai e tausia i le mamafa e tusa ma le 10% i le 15% (e masani lava 1.5 i le 2.0 pa) e maualuga atu nai lo le mamafa o le pusa fa'atumu pamu. Talu ai ona o le vai pa puipui e maualuga atu le mamafa, so'o se tafega i luga o le fa'amaufa'ailoga i totonu o le va'a e tafe atu i totonu o le faiga, ma fa'amautinoa ai e le pa'i atu le vai fa'agasolo e 'ele'elea i vaega o le fa'amaufa'ailoga i fafo pe sola ese atu i le ea. O lenei fuafuaga e mafai ai ona fausia mea faigaluega fa'amaufa'ailoga i fafo mai mea masani ma taugofie.

Mea Taua e Fa'atatau i le Fa'atauina ma le Usita'ia o Tulafono i le Filifiliga o Meafaitino

O le mauaina o fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'ele e aofia ai le fa'atautaia o filifili sapalai faigata, puleaina o taimi fa'atali umi mo meafaitino ese, ma le fa'amautinoaina o le tausisia ma le fa'amaoni o tulaga fa'atonuina o pisinisi. O le le fa'amaumauina ma le fa'amaonia lelei o le tu'ufa'atasiga o meafaitino e mafai ona o'o atu ai i ni fa'aletonu matuia ma ni noataga fa'aletulafono matuia, aemaise lava i vaega e matua fa'atonutonuina e pei osuau'u ma kesi, vaila'au, ma le fa'agasologa o vaila'au.

Tulaga faatonuina, pepa aloaia, ma le mafai ona su'eina

O talosaga e maualuga le lamatiaga e manaʻomia ai pepa faʻamaonia mautu e faʻamaonia ai o meafaitino ua faʻamaoti mai na faʻaaogaina moni lava i le fausiaina o le faʻamaufaʻailoga. I le alamanuia petrochemical, e tatau i faʻamaufaʻailoga faʻainisinia ona tausisia tulaga faʻatonuina o le API 682 4th Edition, lea e faʻatonuina ai vaega faʻapitoa o meafaitino mo tulaga eseese o auaunaga. Mo talosaga e aofia ai le hydrogen sulfide (H2S), e tatau i vaega uʻamea ona tausisia le NACE MR0175 / ISO 15156 e puipuia ai le malepe o le sulfide.

Ina ia mautinoa le mafai ona su'eina, e masani ona mana'omia e inisinia o fa'atauga ni Lipoti o Su'ega o Meafaitino (MTR) mo vaega u'amea uma ua susu. E le gata i lea, e mafai e nofoaga ona faia su'ega o le Positive Material Identification (PMI) pe a maua le fa'amaufa'ailoga. E fa'aogaina e le PMI ni masini su'esu'e X-ray fluorescence (XRF) e fa'amaonia ai le tu'ufa'atasiga elemene o le 'au'au, ma ia mautinoa e le'i suia fa'afuase'i e se tagata sapalai le 304 stainless steel mo le Hastelloy C-276 na talosagaina.

Agavaa o le sapalai ma tulaga lamatia o le sailia o punaoa

O le mauaina o u'amea fa'apitoa mai isi atunu'u ma elastomers e maualuga le fa'atinoga e iai ni tulaga lamatia.

Auala e Filifili ai le Tuufaatasiga Sili o Meafaitino

Manatu Autū

• O fa'ai'uga sili ona taua ma le mafua'aga mo le fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'ele
• Fa'amatalaga patino, tausisia o tulafono, ma siaki o tulaga lamatia e tatau ona fa'amaonia a'o le'i faia lau tautinoga
• Laasaga aogā e sosoo ai ma lapata'iga e mafai e le au faitau ona talosaga loa

Fesili e Masani Ona Fesiligia

O le ā le meafaitino o le foliga o le fa'amaufa'ailoga e sili ona lelei mo se fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e tete'e atu i le 'ele?

O le alpha-sintered silicon carbide e masani lava o le filifiliga sili ona lelei ona e sili atu ona lelei le taulimaina o le tele o acids, alkalis, ma le vevela maualuga nai lo foliga masani o le carbon.

O afea e tatau ona ʻalofia ai foliga o le tungsten carbide poʻo le carbon?

Aloese mai le fa'aaogaina o le kaponi masani i vai e malolosi ona fa'a'osia pe e matua'i 'ele'elea. Ia fa'aeteete i le tungsten carbide pe a ono a'afia i vaila'au fa'akemikolo; ia fa'amaonia le fetaui lelei o vai a'o le'i filifilia.

E tutusa lelei le tete'e atu o foliga uma o le silicon carbide seal i le 'ele?

Leai. O le Alpha-sintered SiC e masani ona ofoina atu le tete'e atu i vaila'au fa'akemikolo nai lo le Reaction-bonded SiC, aemaise lava i vaila'au fa'asusu malolosi ma nisi o vaila'au fa'akemikolo malolosi.

O a isi vaega o le fa'amaufa'ailoga e tatau ona tete'e atu i le 'ele e ese mai i foliga?

Siaki fo'i vaega u'amea ma elastomers. E tatau ona fetaui springs, glands, ma O-rings ma le vai o le faiga, le vevela, ma le mamafa a leai e ono leaga le fa'amaufa'ailoga e tusa lava pe sili atu ona lelei foliga.

E mafai e Victor Seals ona fesoasoani e fa'afetaui fa'amaufa'ailoga e tete'e atu i le 'ele i fa'ata'ita'iga pamu OEM?

Ioe. E tu'uina atu e Victor Seals ni fa'amaufa'ailoga fa'amekanika e fetaui ma OEM ma sui mo le tele o ituaiga pamu fa'apisinisi, e fesoasoani ai i 'au tausi e filifili mea talafeagai mo galuega e 'a'ai.