सामग्री

मेकेनिकल सीलकई अलग-अलग उद्योगों के लिए रिसाव से बचने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।समुद्री उद्योग में हैंपंप यांत्रिक सील, घूर्णन शाफ्ट यांत्रिक सील।और तेल और गैस उद्योग में हैंकारतूस यांत्रिक सील,विभाजित यांत्रिक सील या सूखी गैस यांत्रिक सील।कार उद्योगों में जल यांत्रिक सीलें होती हैं।और रासायनिक उद्योग में मिक्सर मैकेनिकल सील (आंदोलनकारी मैकेनिकल सील) और कंप्रेसर मैकेनिकल सील हैं।

अलग-अलग उपयोग की स्थिति पर निर्भर करते हुए, इसे विभिन्न सामग्रियों के साथ यांत्रिक सीलिंग समाधान की आवश्यकता होती है।इसमें कई प्रकार की सामग्री का उपयोग किया जाता हैयांत्रिक शाफ्ट सील जैसे सिरेमिक मैकेनिकल सील, कार्बन मैकेनिकल सील, सिलिकॉन कार्बाइड मैकेनिकल सील,एसएसआईसी मैकेनिकल सील औरटीसी यांत्रिक मुहरें. 

सिरेमिक यांत्रिक अंगूठी

सिरेमिक यांत्रिक सील

सिरेमिक मैकेनिकल सील विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण घटक हैं, जिन्हें दो सतहों, जैसे घूर्णन शाफ्ट और स्थिर आवास के बीच तरल पदार्थ के रिसाव को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।इन सीलों को उनके असाधारण पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और अत्यधिक तापमान का सामना करने की क्षमता के लिए अत्यधिक महत्व दिया जाता है।

सिरेमिक मैकेनिकल सील की प्राथमिक भूमिका द्रव हानि या संदूषण को रोककर उपकरण की अखंडता को बनाए रखना है।इनका उपयोग तेल और गैस, रासायनिक प्रसंस्करण, जल उपचार, फार्मास्यूटिकल्स और खाद्य प्रसंस्करण सहित कई उद्योगों में किया जाता है।इन मुहरों के व्यापक उपयोग का श्रेय उनके टिकाऊ निर्माण को दिया जा सकता है;वे उन्नत सिरेमिक सामग्रियों से बने होते हैं जो अन्य सील सामग्रियों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन विशेषताएँ प्रदान करते हैं।

सिरेमिक मैकेनिकल सील में दो मुख्य घटक होते हैं: एक यांत्रिक स्थिर चेहरा (आमतौर पर सिरेमिक सामग्री से बना होता है), और दूसरा यांत्रिक रोटरी चेहरा (आमतौर पर कार्बन ग्रेफाइट से निर्मित) होता है।सीलिंग क्रिया तब होती है जब स्प्रिंग बल का उपयोग करके दोनों चेहरों को एक साथ दबाया जाता है, जिससे द्रव रिसाव के खिलाफ एक प्रभावी बाधा उत्पन्न होती है।जैसे ही उपकरण संचालित होता है, सीलिंग चेहरों के बीच चिकनाई वाली फिल्म एक तंग सील बनाए रखते हुए घर्षण और घिसाव को कम करती है।

एक महत्वपूर्ण कारक जो सिरेमिक मैकेनिकल सील को अन्य प्रकारों से अलग करता है, वह है उनका पहनने के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध।सिरेमिक सामग्रियों में उत्कृष्ट कठोरता गुण होते हैं जो उन्हें महत्वपूर्ण क्षति के बिना घर्षण स्थितियों को सहन करने की अनुमति देते हैं।इसके परिणामस्वरूप लंबे समय तक चलने वाली सीलें बनती हैं जिन्हें नरम सामग्री से बनी सीलों की तुलना में कम बार प्रतिस्थापन या रखरखाव की आवश्यकता होती है।

पहनने के प्रतिरोध के अलावा, सिरेमिक असाधारण तापीय स्थिरता भी प्रदर्शित करते हैं।वे गिरावट का अनुभव किए बिना या अपनी सीलिंग दक्षता खोए बिना उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं।यह उन्हें उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है जहां अन्य सील सामग्री समय से पहले विफल हो सकती हैं।

अंत में, सिरेमिक मैकेनिकल सील विभिन्न संक्षारक पदार्थों के प्रतिरोध के साथ उत्कृष्ट रासायनिक अनुकूलता प्रदान करते हैं।यह उन्हें उन उद्योगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाता है जो नियमित रूप से कठोर रसायनों और आक्रामक तरल पदार्थों से निपटते हैं।

सिरेमिक मैकेनिकल सील आवश्यक हैंघटक सीलऔद्योगिक उपकरणों में द्रव रिसाव को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया।उनके अद्वितीय गुण, जैसे पहनने के प्रतिरोध, थर्मल स्थिरता और रासायनिक अनुकूलता, उन्हें कई उद्योगों में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाते हैं

सिरेमिक भौतिक संपत्ति

तकनीकी मापदण्ड

इकाई

95%

99%

99.50%

घनत्व

जी/सेमी3

3.7

3.88

3.9

कठोरता

एचआरए

85

88

90

सरंध्रता दर

%

0.4

0.2

0.15

भग्न शक्ति

एमपीए

250

310

350

ऊष्मा विस्तार का गुणांक

10(-6)/के

5.5

5.3

5.2

ऊष्मीय चालकता

डब्ल्यू/एमके

27.8

26.7

26

 

कार्बन यांत्रिक अंगूठी

कार्बन यांत्रिक सील

मैकेनिकल कार्बन सील का एक लंबा इतिहास है।ग्रेफाइट कार्बन तत्व का एक समरूप है।1971 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने सफल लचीली ग्रेफाइट मैकेनिकल सीलिंग सामग्री का अध्ययन किया, जिसने परमाणु ऊर्जा वाल्व के रिसाव को हल किया।गहन प्रसंस्करण के बाद, लचीला ग्रेफाइट एक उत्कृष्ट सीलिंग सामग्री बन जाता है, जिसे सीलिंग घटकों के प्रभाव से विभिन्न कार्बन मैकेनिकल सील में बनाया जाता है।इन कार्बन यांत्रिक सीलों का उपयोग रासायनिक, पेट्रोलियम, विद्युत ऊर्जा उद्योगों जैसे उच्च तापमान द्रव सील में किया जाता है।
क्योंकि लचीला ग्रेफाइट उच्च तापमान के बाद विस्तारित ग्रेफाइट के विस्तार से बनता है, लचीले ग्रेफाइट में शेष इंटरकैलेटिंग एजेंट की मात्रा बहुत कम होती है, लेकिन पूरी तरह से नहीं, इसलिए इंटरकलेशन एजेंट के अस्तित्व और संरचना का गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव पड़ता है और उत्पाद का प्रदर्शन।

कार्बन सील फेस सामग्री का चयन

मूल आविष्कारक ने ऑक्सीडेंट और इंटरकेलेटिंग एजेंट के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया था।हालाँकि, धातु के घटक की सील पर लगाने के बाद, लचीले ग्रेफाइट में बची हुई थोड़ी मात्रा में सल्फर लंबे समय तक उपयोग के बाद संपर्क धातु को खराब कर देता है।इस बिंदु को ध्यान में रखते हुए, कुछ घरेलू विद्वानों ने इसमें सुधार करने का प्रयास किया है, जैसे सोंग केमिन जिन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के बजाय एसिटिक एसिड और कार्बनिक एसिड को चुना।एसिड, नाइट्रिक एसिड में धीमा, और तापमान को कमरे के तापमान तक कम कर देता है, जो नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एसिड के मिश्रण से बनाया जाता है।इन्सर्टिंग एजेंट के रूप में नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एसिड के मिश्रण का उपयोग करके, ऑक्सीडेंट के रूप में पोटेशियम परमैंगनेट के साथ सल्फर मुक्त विस्तारित ग्रेफाइट तैयार किया गया था, और एसिटिक एसिड को धीरे-धीरे नाइट्रिक एसिड में जोड़ा गया था।तापमान को कमरे के तापमान तक कम कर दिया जाता है और नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एसिड का मिश्रण बनाया जाता है।फिर इस मिश्रण में प्राकृतिक फ्लेक ग्रेफाइट और पोटेशियम परमैंगनेट मिलाया जाता है।लगातार सरगर्मी के तहत, तापमान 30 सी है। प्रतिक्रिया 40 मिनट के बाद, पानी को तटस्थ में धोया जाता है और 50 ~ 60 सी पर सुखाया जाता है, और उच्च तापमान विस्तार के बाद विस्तारित ग्रेफाइट बनाया जाता है।यह विधि इस शर्त के तहत कोई वल्कनीकरण प्राप्त नहीं करती है कि उत्पाद विस्तार की एक निश्चित मात्रा तक पहुंच सकता है, ताकि सीलिंग सामग्री की अपेक्षाकृत स्थिर प्रकृति प्राप्त हो सके।

प्रकार

एम106एच

एम120एच

एम106के

एम120के

एम106एफ

एम120एफ

एम106डी

एम120डी

एम254डी

ब्रांड

गर्भवती
एपॉक्सी रेज़िन (बी1)

गर्भवती
फुरान रेज़िन (बी1)

संसेचित फिनोल
एल्डिहाइड राल (बी2)

एंटीमनी कार्बन (ए)

घनत्व
(जी/सेमी³)

1.75

1.7

1.75

1.7

1.75

1.7

2.3

2.3

2.3

फ्रैक्चरल ताकत
(एमपीए)

65

60

67

62

60

55

65

60

55

सम्पीडक क्षमता
(एमपीए)

200

180

200

180

200

180

220

220

210

कठोरता

85

80

90

85

85

80

90

90

65

सरंध्रता

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1.5 <1.5 <1.5

तापमान
(℃)

250

250

250

250

250

250

400

400

450

 

इस प्रकार यांत्रिक अंगूठी

सिलिकॉन कार्बाइड यांत्रिक सील

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) को कार्बोरंडम के रूप में भी जाना जाता है, जो क्वार्ट्ज रेत, पेट्रोलियम कोक (या कोयला कोक), लकड़ी के चिप्स (जिन्हें हरे सिलिकॉन कार्बाइड का उत्पादन करते समय जोड़ने की आवश्यकता होती है) इत्यादि से बना होता है।सिलिकॉन कार्बाइड में प्रकृति का एक दुर्लभ खनिज शहतूत भी होता है।समकालीन सी, एन, बी और अन्य गैर-ऑक्साइड उच्च प्रौद्योगिकी दुर्दम्य कच्चे माल में, सिलिकॉन कार्बाइड सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और किफायती सामग्रियों में से एक है, जिसे गोल्ड स्टील रेत या दुर्दम्य रेत कहा जा सकता है।वर्तमान में, चीन के सिलिकॉन कार्बाइड के औद्योगिक उत्पादन को काले सिलिकॉन कार्बाइड और हरे सिलिकॉन कार्बाइड में विभाजित किया गया है, जो दोनों 3.20 ~ 3.25 के अनुपात और 2840 ~ 3320 किलोग्राम / वर्ग मीटर की सूक्ष्म कठोरता के साथ हेक्सागोनल क्रिस्टल हैं।

सिलिकॉन कार्बाइड उत्पादों को विभिन्न अनुप्रयोग वातावरण के अनुसार कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है।आमतौर पर इसका प्रयोग यंत्रवत् अधिक किया जाता है।उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड अपने अच्छे रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, अच्छे पहनने के प्रतिरोध, छोटे घर्षण गुणांक और उच्च तापमान प्रतिरोध के कारण सिलिकॉन कार्बाइड यांत्रिक सील के लिए एक आदर्श सामग्री है।

एसआईसी सील रिंग को स्टैटिक रिंग, मूविंग रिंग, फ्लैट रिंग आदि में विभाजित किया जा सकता है।ग्राहकों की विशेष आवश्यकताओं के अनुसार SiC सिलिकॉन को विभिन्न कार्बाइड उत्पादों में बनाया जा सकता है, जैसे सिलिकॉन कार्बाइड रोटरी रिंग, सिलिकॉन कार्बाइड स्थिर सीट, सिलिकॉन कार्बाइड बुश, इत्यादि।इसका उपयोग ग्रेफाइट सामग्री के साथ संयोजन में भी किया जा सकता है, और इसका घर्षण गुणांक एल्यूमिना सिरेमिक और हार्ड मिश्र धातु से छोटा है, इसलिए इसका उपयोग उच्च पीवी मूल्य में किया जा सकता है, खासकर मजबूत एसिड और मजबूत क्षार की स्थिति में।

एसआईसी का कम घर्षण यांत्रिक मुहरों में इसका उपयोग करने के प्रमुख लाभों में से एक है।इसलिए एसआईसी अन्य सामग्रियों की तुलना में बेहतर ढंग से टूट-फूट का सामना कर सकता है, जिससे सील का जीवन बढ़ जाता है।इसके अतिरिक्त, एसआईसी का घर्षण कम होने से स्नेहन की आवश्यकता कम हो जाती है।स्नेहन की कमी से संदूषण और क्षरण की संभावना कम हो जाती है, जिससे दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार होता है।

एसआईसी में घिसाव के प्रति भी बहुत अच्छा प्रतिरोध है।यह इंगित करता है कि यह बिना खराब हुए या टूटे बिना निरंतर उपयोग को सहन कर सकता है।यह इसे उन उपयोगों के लिए एकदम सही सामग्री बनाता है जो उच्च स्तर की निर्भरता और स्थायित्व की मांग करते हैं।

इसे दोबारा भी पॉलिश किया जा सकता है ताकि एक सील को उसके जीवनकाल में कई बार नवीनीकृत किया जा सके।इसका उपयोग आम तौर पर अधिक यांत्रिक रूप से किया जाता है, जैसे कि यांत्रिक मुहरों में इसके अच्छे रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, अच्छे पहनने के प्रतिरोध, छोटे घर्षण गुणांक और उच्च तापमान प्रतिरोध के लिए।

जब यांत्रिक सील चेहरों के लिए उपयोग किया जाता है, तो सिलिकॉन कार्बाइड के परिणामस्वरूप प्रदर्शन में सुधार होता है, सील जीवन में वृद्धि होती है, रखरखाव की लागत कम होती है, और टर्बाइन, कंप्रेसर और केन्द्रापसारक पंप जैसे घूर्णन उपकरणों के लिए चलने की लागत कम होती है।सिलिकॉन कार्बाइड के निर्माण के तरीके के आधार पर उसके अलग-अलग गुण हो सकते हैं।प्रतिक्रिया बंधित सिलिकॉन कार्बाइड एक प्रतिक्रिया प्रक्रिया में सिलिकॉन कार्बाइड कणों को एक दूसरे से जोड़कर बनता है।

यह प्रक्रिया सामग्री के अधिकांश भौतिक और थर्मल गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है, हालांकि यह सामग्री के रासायनिक प्रतिरोध को सीमित करती है।सबसे आम रसायन जो एक समस्या हैं, वे कास्टिक (और अन्य उच्च पीएच रसायन) और मजबूत एसिड हैं, और इसलिए इन अनुप्रयोगों के साथ प्रतिक्रिया-बंधित सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।

प्रतिक्रिया-संक्रमित घुसपैठसिलिकन कार्बाइड।ऐसी सामग्री में, मूल एसआईसी सामग्री के छिद्र धात्विक सिलिकॉन को जलाकर घुसपैठ की प्रक्रिया में भर जाते हैं, इस प्रकार द्वितीयक सीआईसी प्रकट होता है और सामग्री असाधारण यांत्रिक गुणों को प्राप्त करती है, जो पहनने के लिए प्रतिरोधी बन जाती है।इसके न्यूनतम संकोचन के कारण, इसका उपयोग निकट सहनशीलता वाले बड़े और जटिल भागों के उत्पादन में किया जा सकता है।हालाँकि, सिलिकॉन सामग्री अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान को 1,350 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करती है, रासायनिक प्रतिरोध भी पीएच 10 तक सीमित है। सामग्री को आक्रामक क्षारीय वातावरण में उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है।

निसादितसिलिकॉन कार्बाइड सामग्री के दानों के बीच मजबूत बंधन बनाने के लिए 2000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक पूर्व-संपीड़ित बहुत महीन एसआईसी दाने को सिंटरिंग करके प्राप्त किया जाता है।
सबसे पहले, जाली मोटी हो जाती है, फिर सरंध्रता कम हो जाती है, और अंत में दानों के बीच के बंधन सिंटर हो जाते हैं।इस तरह के प्रसंस्करण की प्रक्रिया में, उत्पाद का एक महत्वपूर्ण संकोचन होता है - लगभग 20% तक।
एसएसआईसी सील की अंगूठी सभी रसायनों के प्रति प्रतिरोधी है।चूँकि इसकी संरचना में कोई धात्विक सिलिकॉन मौजूद नहीं है, इसलिए इसकी ताकत को प्रभावित किए बिना 1600C तक के तापमान पर इसका उपयोग किया जा सकता है।

गुण

आर-SiC

एस-एसआईसी

सरंध्रता (%)

≤0.3

≤0.2

घनत्व (जी/सेमी3)

3.05

3.1~3.15

कठोरता

110~125 (एचएस)

2800 (किग्रा/मिमी2)

लोचदार मापांक (जीपीए)

≥400

≥410

SiC सामग्री (%)

≥85%

≥99%

सी सामग्री (%)

≤15%

0.10%

मोड़ शक्ति (एमपीए)

≥350

450

संपीड़न शक्ति (किलो/मिमी2)

≥2200

3900

ताप विस्तार का गुणांक (1/℃)

4.5×10-6

4.3×10-6

ताप प्रतिरोध (वायुमंडल में) (℃)

1300

1600

 

टीसी यांत्रिक अंगूठी

टीसी यांत्रिक मुहर

टीसी सामग्रियों में उच्च कठोरता, ताकत, घर्षण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध की विशेषताएं हैं।इसे "औद्योगिक दांत" के नाम से जाना जाता है।अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण, इसका व्यापक रूप से सैन्य उद्योग, एयरोस्पेस, यांत्रिक प्रसंस्करण, धातु विज्ञान, तेल ड्रिलिंग, इलेक्ट्रॉनिक संचार, वास्तुकला और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया गया है।उदाहरण के लिए, पंप, कंप्रेसर और एजिटेटर में, टंगस्टन कार्बाइड रिंग का उपयोग यांत्रिक सील के रूप में किया जाता है।अच्छा घर्षण प्रतिरोध और उच्च कठोरता इसे उच्च तापमान, घर्षण और संक्षारण के साथ पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त बनाती है।

इसकी रासायनिक संरचना और उपयोग विशेषताओं के अनुसार, टीसी को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: टंगस्टन कोबाल्ट (YG), टंगस्टन-टाइटेनियम (YT), टंगस्टन टाइटेनियम टैंटलम (YW), और टाइटेनियम कार्बाइड (YN)।

टंगस्टन कोबाल्ट (YG) हार्ड मिश्र धातु WC और कंपनी से बना है। यह कच्चा लोहा, अलौह धातुओं और गैर-धातु सामग्री जैसी भंगुर सामग्री के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।

स्टेलाइट (YT) WC, TiC और Co से बना है। मिश्र धातु में TiC जोड़ने के कारण, इसके पहनने के प्रतिरोध में सुधार हुआ है, लेकिन झुकने की ताकत, पीसने का प्रदर्शन और तापीय चालकता कम हो गई है।कम तापमान के तहत इसकी भंगुरता के कारण, यह केवल सामान्य सामग्रियों को उच्च गति से काटने के लिए उपयुक्त है, न कि भंगुर सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए।

टैंटलम कार्बाइड या नाइओबियम कार्बाइड की उचित मात्रा के माध्यम से उच्च तापमान कठोरता, शक्ति और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए मिश्र धातु में टंगस्टन टाइटेनियम टैंटलम (नाइओबियम) कोबाल्ट (YW) मिलाया जाता है।साथ ही, बेहतर व्यापक कटिंग प्रदर्शन के साथ कठोरता में भी सुधार होता है।इसका उपयोग मुख्य रूप से कठोर सामग्री काटने और रुक-रुक कर काटने के लिए किया जाता है।

कार्बोनाइज्ड टाइटेनियम बेस क्लास (YN) TiC, निकल और मोलिब्डेनम के कठोर चरण के साथ एक कठोर मिश्र धातु है।इसके फायदे उच्च कठोरता, एंटी-बॉन्डिंग क्षमता, एंटी-क्रिसेंट घिसाव और एंटी-ऑक्सीडेशन क्षमता हैं।1000 डिग्री से अधिक के तापमान पर भी इसे मशीनीकृत किया जा सकता है।यह मिश्र धातु इस्पात और शमन स्टील की निरंतर-परिष्करण पर लागू होता है।

नमूना

निकल सामग्री (wt%)

घनत्व(जी/सेमी²)

कठोरता (HRA)

झुकने की शक्ति(≥N/mm²)

YN6

5.7-6.2

14.5-14.9

88.5-91.0

1800

YN8

7.7-8.2

14.4-14.8

87.5-90.0

2000

नमूना

कोबाल्ट सामग्री (wt%)

घनत्व(जी/सेमी²)

कठोरता (HRA)

झुकने की शक्ति(≥N/mm²)

YG6

5.8-6.2

14.6-15.0

89.5-91.0

1800

YG8

7.8-8.2

14.5-14.9

88.0-90.5

1980

YG12

11.7-12.2

13.9-14.5

87.5-89.5

2400

YG15

14.6-15.2

13.9-14.2

87.5-89.0

2480

YG20

19.6-20.2

13.4-13.7

85.5-88.0

2650

YG25

24.5-25.2

12.9-13.2

84.5-87.5

2850