Come scegliere i materiali per sigilli meccanici

La selezione dei materiali giusti per le guarnizioni meccaniche è fondamentale per garantire prestazioni impermeabili, lunga durata e un funzionamento affidabile nelle applicazioni industriali.Il processo di selezione deve essere guidato dall'ambiente operativo, caratteristiche del medio e requisiti meccanici, ecco una ripartizione sistematica dei principi e delle pratiche chiave:

1. Priorità compatibilità con il mezzo sigillato

Il mezzo sigillato (liquido, gas o liquame) è il determinante primario della selezione del materiale.

- Corrosività: scegliere materiali resistenti alla corrosione per gli ambienti aggressivi (per esempio acidi, alcali, solventi).mentre gli elastomeri come il fluorogomma (FKM) o il perfluoroelastomer (FFKM) resistono meglio alla degradazione chimica rispetto al gomma nitrile (NBR).
- Abrasività: per i supporti contenenti solidi (ad esempio, liquami, pigmenti), optare per materiali di superficie duri e resistenti all'usura.Carburo di tungsteno (WC) con legante di cobalto o Carburo di silicio (RBSC) legato per reazione offre una resistenza all'abrasione superiore; abbinato a una superficie secondaria di grafite di carbonio più morbida per ridurre al minimo l'attrito.
- Temperatura e pressione: le condizioni di alta temperatura (superiori a 200°C) o di alta pressione (superiori a 10 bar) richiedono materiali con stabilità termica e resistenza meccanica.Il carburo di silicio (SiC) mantiene la durezza a temperature estreme, mentre il PTFE (politetrafluoroetilene) è ideale per applicazioni di elastomeri a bassa attrito e ad alta temperatura.

2. Assicurare la compatibilità tra le facce delle foche

Le facce di tenuta meccaniche richiedono un abbinamento "duro-morbido" per bilanciare la resistenza all'usura e l'efficienza di tenuta:

- Accoppiamenti comuni: WC vs. Carbon Graphite, SiC vs. Carbon Graphite, o SiC vs. SiC (per media di ultraalta purezza o non abrasivi).
- Evitare l'accoppiamento di due materiali duri (ad esempio, WC vs. WC) in quanto causano un'eccessiva attrito e un guasto prematuro; evitare due materiali morbidi (ad esempio, Carbon Graphite vs.Grafite di carbonio) per scenari abrasivi o ad alta pressione.

3. Allinearsi con le condizioni di funzionamento

- Velocità di rotazione: le applicazioni ad alta velocità (superiori a 3000 giri al minuto) richiedono materiali con bassi coefficienti di attrito e elevata conduttività termica.mentre il grafite di carbonio riempito di PTFE riduce l'attrito.
- Riproduzione e disallineamento dell'albero: per applicazioni con riproduzione moderata dell'albero, gli elastomeri come l'EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) offrono flessibilità, mentre i materiali rigidi (SiC,WC) allineamento preciso.
- Restrizioni ambientali: le applicazioni alimentari, farmaceutiche o di acqua potabile richiedono materiali approvati dalla FDA (ad esempio, PTFE, EPDM,o 316 componenti metallici in acciaio inossidabile) per garantire la non tossicità e la conformità.

4. Riferimento Linee guida comuni di selezione dei materiali

Tipo di materiale Principali vantaggi Applicazioni tipiche
Carburo di silicio (SiC) Alta durezza, resistenza alla corrosione/usura
Carburo di tungsteno (WC) Resistenza all'abrasione eccezionale Impianti di scarico, liquidi abrasivi, pompe per lavori pesanti
Grafite di carbonio Basso attrito, auto-lubrificante Basso contenuto abrasivo, pompe a bassa o media velocità
Fluorgomma (FKM) Resistenza chimica, tolleranza alle alte temperature Olio, solventi, applicazioni ad alte temperature
PTFE Non aderente, inerzia chimica Prodotti chimici corrosivi, applicazioni alimentari

Integrando compatibilità media, logica di accoppiamento delle facce e allineamento delle condizioni di funzionamento, si possono selezionare materiali di tenuta meccanica che ottimizzano le prestazioni, riducono i costi di manutenzione,e prevenire tempi di inattività non pianificati.