Welches ist die beste Wahl für Dichtungen?

Sep 30, 2024

Es gibt viele Arten von Dichtungen, und Dichtungen aus unterschiedlichen Materialien haben unterschiedliche Anwendungen und Leistungsunterschiede. Welches Material ist also besser? Wie wählt man konkret aus? Der Herausgeber hat 8 gängige Dichtungen zur Analyse und zum Vergleich ausgewählt. Nur wenn wir die detaillierten Parameter verstehen, können wir eine genauere Auswahl treffen!

1. Industrielle Gummiplatte

Naturkautschuk eignet sich für Medien wie Wasser, Meerwasser, Luft, Inertgase, Laugen, Salzwasserlösungen usw., ist jedoch nicht beständig gegen Mineralöl und unpolare Lösungsmittel. Die Langzeitgebrauchstemperatur überschreitet nicht 90 Grad und die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist ausgezeichnet. Es kann über -60 Grad verwendet werden.

Nitrilkautschuk eignet sich für Erdölprodukte wie Erdöl, Schmieröl, Heizöl usw. Seine Langzeitgebrauchstemperatur beträgt 120 Grad und er hält 150 Grad in heißem Öl stand, mit einem niedrigen Temperaturbereich von -10 ~-20 Grad .

Chloroprenkautschuk ist für Meerwasser, schwache Säuren, schwache Basen und Salzlösungen geeignet. Es weist eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit gegenüber Sauerstoff und Ozon auf und seine Ölbeständigkeit ist schlechter als die von Nitrilkautschuk, aber besser als die anderer allgemeiner Kautschuke. Die Langzeitgebrauchstemperatur liegt unter 90 Grad und die maximale Gebrauchstemperatur überschreitet 130 Grad nicht. Die Tiefsttemperatur beträgt -30~-50 Grad.

Es gibt mehrere Arten von Fluorkautschuk, jede mit ausgezeichneter Säure- und Oxidationsbeständigkeit sowie Öl- und Lösungsmittelbeständigkeit. Es kann in fast allen sauren Medien sowie einigen Ölen und Lösungsmitteln verwendet werden, bei einer Langzeitgebrauchstemperatur unter 200 Grad.

Gummiplatten werden üblicherweise als Flanschdichtung für Rohrleitungen oder häufig demontierte Mannlöcher und Handlöcher mit einem Druck von nicht mehr als 1,568 MPa verwendet. Unter den verschiedenen Dichtungstypen sind Gummidichtungen die weichsten und weisen eine gute Haftleistung auf, wodurch eine Dichtwirkung mit geringer Vorspannkraft erzielt werden kann. Daher ist die Dichtung aufgrund ihrer Dicke oder geringen Härte anfällig für Extrusion, wenn sie Innendruck ausgesetzt wird.

Gummiplatten, die in organischen Lösungsmitteln wie Benzol, Ketonen und Ethern verwendet werden, neigen zum Quellen, zur Gewichtszunahme, zum Erweichen und zum Kleben, was zum Versagen der Dichtung führt. Wenn der Quellungsgrad 30 % übersteigt, kann es im Allgemeinen nicht verwendet werden.

Bei niedrigem Druck (insbesondere unter 0,6 MPa) und Vakuumbedingungen ist es besser, Gummipads zu verwenden. Gummimaterialien haben eine gute Dichte und eine geringe Luftdurchlässigkeit. Beispielsweise ist Fluorkautschuk die am besten geeignete Dichtung für Vakuumbehälter mit einem maximalen Vakuumgrad von 1,3 × 10-7Pa. Bei der Verwendung von Gummipads im Vakuumbereich von 10-1~10-7Pa müssen diese eingebrannt und evakuiert werden.

2. Asbestgummiplatte

Niedrigerer Preis im Vergleich zu anderen Dichtungen, bequem in der Anwendung; Das größte Problem besteht darin, dass dem Dichtungsmaterial zwar Gummi und einige Füllstoffe zugesetzt werden, diese die kleinen miteinander verbundenen Poren jedoch immer noch nicht vollständig füllen können, was zu einer Spureninfiltration führt. Daher kann es nicht in stark verschmutzenden Medien eingesetzt werden, selbst wenn der Druck und die Temperatur nicht hoch sind. Bei der Verwendung in einigen Hochtemperatur-Ölmedien, normalerweise in der späteren Nutzungsphase, nimmt aufgrund der Karbonisierung von Gummi und Füllstoffen die Festigkeit ab, das Material wird locker und es kommt zu einer Infiltration an der Grenzfläche und im Inneren der Dichtung, was zu Verkokung führt und Rauchen. Darüber hinaus neigen Asbestkautschukplatten bei hohen Temperaturen dazu, an der Flanschdichtfläche zu kleben, was den Austausch von Dichtungen erheblich erschwert.
Der Einsatzdruck von Dichtungen in verschiedenen Medien unter Erhitzungsbedingungen hängt von der Festigkeitserhaltungsrate des Dichtungsmaterials ab. In Asbestfasermaterialien gibt es kristallines Wasser und adsorbiertes Wasser. Bei 110 Grad sind bereits 2/3 des zwischen den Fasern adsorbierten Wassers ausgefällt und die Zugfestigkeit der Fasern nimmt um etwa 10 % ab; Bei 368 Grad fällt das gesamte adsorbierte Wasser aus und die Zugfestigkeit der Fasern nimmt um etwa 20 % ab; Ab 500 Grad beginnt Kristallwasser auszufallen und die Festigkeit nimmt ab.
Das Medium hat auch einen erheblichen Einfluss auf die Festigkeit von Asbestkautschukplatten. Asbestgummiplatten enthalten Chloridionen und Sulfide, die nach der Aufnahme von Wasser leicht zur Korrosion der Originalbatterie mit Metallflanschen führen können. Insbesondere ist der Schwefelgehalt in ölbeständigen Asbestkautschukplatten um ein Vielfaches höher als der in gewöhnlichen Asbestkautschukplatten, sodass sie nicht für den Einsatz in nicht ölhaltigen Medien geeignet sind. Dichtungen können in Öl und Lösungsmittelmedien aufquellen, aber innerhalb eines bestimmten Bereichs hat dies nur geringe Auswirkungen auf die Dichtungsleistung. Beispielsweise wird die 400 ölbeständige Asbestkautschukplatte einem 24-stündigen Eintauchtest in Flugbenzin bei Umgebungstemperatur unterzogen, wobei die Erhöhung des Ölabsorptionsgewichts 15 % nicht überschreiten darf.

3. Polytetrafluorethylen
Polytetrafluorethylen neigt unter Druck und hohen Temperaturen zum Kaltfließen und Kriechen und wird daher im Allgemeinen in Medien mit niedrigem Druck, mittlerer Temperatur, stark korrosiven und nicht umweltschädlichen Medien wie starken Säuren, starken Basen, Halogenen, Medikamenten usw. verwendet. Der Safe Die Betriebstemperatur beträgt 150 Grad und der Druck liegt unter 1 MPa. Obwohl eine Füllung aus Polytetrafluorethylen eine höhere Festigkeit aufweist, überschreitet die Einsatztemperatur 200 Grad nicht und die Korrosionsbeständigkeit nimmt ab. Der maximale Betriebsdruck von Polytetrafluorethylen-Pads überschreitet im Allgemeinen 2 MPa nicht.

Aufgrund der Temperaturerhöhung kommt es zu einem Kriechen des Materials, was zu einem deutlichen Abfall des Dichtungsdrucks führt. Auch ohne Erwärmung nimmt mit der Zeit die Druckspannung auf der Dichtfläche ab, es kommt zu einem „Spannungsrelaxationsphänomen“. Dieses Phänomen tritt bei verschiedenen Dichtungen auf, das Phänomen der Spannungsrelaxation bei PTFE-Dichtungen ist jedoch schwerwiegender und sollte beachtet werden.

Der Reibungskoeffizient von Polytetrafluorethylen ist relativ klein (mit einer Druckspannung von mehr als 4 MPa und einem Reibungskoeffizienten von 0.035-0.04), und die Dichtung neigt beim Vorspannen dazu, nach außen zu rutschen Am besten verwenden Sie eine konkav-konvexe Flanschfläche. Bei Verwendung eines Flachflansches kann der Außendurchmesser der Dichtung Kontakt mit der Schraube haben, um zu verhindern, dass die Dichtung nach außen rutscht.
Aufgrund der Tatsache, dass die Emailausrüstung durch Aufsprühen und Sintern einer Porzellanglasurschicht auf die Metalloberfläche hergestellt wird, ist die Glasurschicht sehr spröde. Darüber hinaus führt das ungleichmäßige Aufsprühen und Fließen der Glasurschicht zu einer schlechten Ebenheit der Flanschoberfläche. Bei der Verwendung von Metallverbunddichtungen kann die Glasurschicht leicht beschädigt werden. Daher wird die Verwendung einer PTFE-Unterlage mit Asbestplatte und Gummi als Kernmaterial empfohlen. Diese Art von Kissen lässt sich leicht an der Flanschoberfläche anbringen, ist korrosionsbeständig und weist eine gute Leistung auf.
Viele Fabriken verwenden mit Polytetrafluorethylenband umwickelte Asbestkautschukplatten in stark korrosiven Medien mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, die für Mannlöcher und Rohrleitungen verwendet werden, die häufig demontiert werden. Aufgrund seiner einfachen Herstellung und Verwendung erfreut es sich großer Beliebtheit.
4. Asbestharzplatte und imprägnierte Asbestplattendichtung
Wird häufig für Rohrleitungen, Pumpen, Ventile, Einlass- und Auslassflansche in verschiedenen sauren Medien mit einer Einsatztemperatur von 8 0 Grad und einem Druck unter 0,6 MPa verwendet.
Asbestdichtungen eignen sich für Niederdruck- und Hochtemperaturbedingungen mit einem Druck unter 0,1 MPa und einer Temperatur von nicht mehr als 800 Grad. Und entsprechend den spezifischen Anforderungen der Ausrüstung kann es zu Dichtungen unterschiedlicher Breite, Dicke und Durchmesser gewebt werden. Oder schneiden Sie das Asbestband ab und kleben Sie es direkt auf die Oberfläche des Flansches. Es wird an der Schnittstelle großer Schwefelsäure- und Salpetersäure-Oxidationsöfen sowie einiger unverarbeiteter Geräte eingesetzt und übertrifft in seiner Wirkung die des ursprünglichen Asbestseils bei weitem.
5. Mit Metall umwickelte Asbestunterlage
Das Abdecken von Asbestplatten oder Asbestkautschukplatten mit Metallplatten verhindert den direkten Kontakt mit dem Medium, vermeidet eine Abnahme der Asbestfaserfestigkeit und verhindert Leckagen, wodurch der Einsatzbereich von Asbestkautschukplatten erweitert wird.
Die allgemeine Temperatur für die Verwendung von mit Metall umwickelten Asbestkissen beträgt 45 0 Grad (einige können 600 bis 700 Grad erreichen, z. B. in Rauchgas bei atmosphärischem Druck ~ 0,16 MPa), und der Betriebsdruck beträgt 4 MPa mit einem Maximum von 6MPa. Wenn der Druck weiter ansteigt, neigt die Dichtung zu Querströmungen und das Kernmaterial wird aus der Überlappung extrudiert.
Aufgrund der hohen Schraubenanzugskraft, die für mit Metall umwickelte Asbestplatten erforderlich ist, können Flansche mit einem Gewicht von weniger als 25 kg auch bei einem Druck unter 2,45 MPa nicht verwendet werden. Andernfalls scheint die Steifigkeit der Flansche und Schrauben unzureichend zu sein, was zu Verformungen und einem Dichtungsversagen führt. Einige Leute glauben, dass die Spannkraft abnimmt, wenn das Kernmaterial durch synthetischen Gummi mit besserer Elastizität ersetzt wird. Tatsächlich ist dies nicht der Fall, da nach dem Erweichen des Kernmaterials die Befestigungskraft vom Kernmaterial absorbiert wird, das nicht die erforderliche Befestigungskraft bereitstellen kann, damit die Metallplatte an der Flanschoberfläche haftet, und die Dichtung leicht beschädigt wird . Darüber hinaus ist in Medien mit einer hohen Konzentration an Chloridionen und sauren Medien die Überlappung zwischen Edelstahlpads und Eisenpads anfällig für Spaltkorrosion.
Liegt die Temperatur über 450 Grad, können Keramikfasern oder Kohlefasern als Kernmaterial verwendet werden. In einem bestimmten Stahlwerk werden metallverkleidete Keramikfaserdichtungen für hohe Temperaturen von 1100 Grad verwendet, die auch nach zweijähriger Nutzung keinen Schaden genommen haben. Die Verwendung von flexiblem Graphit als Kernmaterial ist effektiver als mit Metall umwickelte Asbestpolster.
Metalldichtungen können in verschiedenen Formen hergestellt werden und werden häufig für große Abdeckungen, Be- und Entladeöffnungen, Mannlochflansche usw. in verschiedenen Wärmetauschern und Reaktoren verwendet.
Auf die Oberfläche der Metalldichtung wird eine Schicht aus flexiblem Graphitblech aufgebracht. Im Vergleich zu ähnlichen Metalldichtungen ohne Oberflächenbeschichtung weist diese Dichtung ein kleineres Vorspannungsverhältnis und eine bessere Dichtleistung auf
Durch das Anbringen des vorhandenen flexiblen Graphit-Faltenbandes auf der Oberfläche von Metallpads, flachen Metallpads, gezahnten Pads und sogar Asbestkautschukpads konnten viele Leckageprobleme gelöst werden. Beispielsweise hat der Wärmetauscher in einer bestimmten Fabrik einen Druck von 5,88 MPa, eine Temperatur von 450 Grad und ein Medium aus Wasserstoff/Öl und Gas. Ich habe zuvor flache und gezahnte Metallpads verwendet, die beide undicht waren. Später wurde zur Lösung dieses Problems ein flexibles Graphit-Faltenband auf die flache Unterlage aufgebracht. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass diese Dichtungsform eine einfache Maßnahme zur Behebung von Flanschdichtungslecks darstellt und die Arbeitsqualität des flexiblen Graphitbandes direkten Einfluss darauf hat, ob das Gerät normal funktionieren kann. Wenn auf der Rückseite des Bandes eine Leimschicht aufgetragen wird, kann dies die Qualität der Beschichtung verbessern.
6. Wickelauflage aus Metall
Mit Metall umwickelte Pads nutzen geschickt die Hitzebeständigkeit, Elastizität und Festigkeit von Metallen sowie die Flexibilität nichtmetallischer Materialien, was zu einer besseren Dichtungsleistung führt. Unter ihnen ist die Leistung von mit Edelstahl umwickelten flexiblen Graphitpads die beste. Sein Vorspannverhältnis ist kleiner als das von Asbest-Wickelpolstern, und es gibt keinen Nachteil einer kapillaren Leckage von Asbestfasern. Abbildung 2-10 zeigt die Beziehungskurve zwischen dem Vorspannungsverhältnis und der Leckrate der beiden. In Ölmedien wird üblicherweise 0Cr13 für Metallbänder verwendet, während 1Cr18Ni9Ti für andere Medien empfohlen wird.
Das flexible Graphitwickelkissen aus Edelstahlstreifen kann in Gasmedien bei einem Druck von 14,7 MPa (bis zu 19,6 MPa) und in Flüssigkeiten bis zu 30 MPa verwendet werden. Temperatur -190~+600 Grad (kann bis zu 1000 Grad unter anaeroben und Niederdruckbedingungen verwendet werden).
Polytetrafluorethylen weist eine gute Kältebeständigkeit auf und seine Streckgrenze bei niedrigen Temperaturen ist viel höher als bei Raumtemperatur. So können PTFE-Wickelkissen für Medien mit niedriger Temperatur, wie z. B. flüssige Kohlenwasserstoffe, eingesetzt werden. Gleichzeitig verbessert die Zugabe von Metallstreifen die Wärmeleitfähigkeit, und die Einsatztemperatur von Polytetrafluorethylen-Wickelpads kann 250 Grad erreichen, was in sauren Medien bis zu 9 MPa und 200 Grad möglich ist.
Spiralwickelpads eignen sich für Wärmetauscher, Reaktoren, Rohrleitungen, Ventile sowie Pumpeneinlass- und -auslassflansche mit erheblichen Druck- und Temperaturschwankungen. Bei mittleren bis hohen Drücken und Temperaturen über 300 Grad sollte die Verwendung eines Innenrings, eines Außenrings oder eines inneren Außenrings in Betracht gezogen werden. Bei Verwendung eines konkav-konvexen Flansches erzielt ein Wickelpad mit Innenring eine bessere Wirkung.
Auch durch beidseitiges Aufbringen flexibler Graphitfolien auf die flexible Graphitwickelunterlage kann eine gute Dichtwirkung erzielt werden. Der Abhitzekessel einer großen Düngemittelfabrik ist eine Schlüsselausrüstung für hohe Temperaturen und hohen Druck. Es werden flexible, mit Graphit umwickelte Pads mit einem Außenring verwendet, der bei Volllast nicht undicht ist, bei reduzierter Last jedoch undicht wird. Auf beiden Seiten der Dichtung wurde eine 0,5 mm dicke, flexible Graphitplatte angebracht, die in eine Kreisbogenform geschnitten war, und der Verbindungsteil wurde mit einer schrägen Öffnung überlappt, was gut funktionierte.
7. Flache Metallpads, Wellenformpads und zahnförmige Pads. Flache Metallpads und Wellenformpads aus Metall
Wird im Allgemeinen an Flanschen von Mittel- und Hochdruckventilen, Rohrleitungen und Geräten mit kleinerem Durchmesser verwendet. Der verwendete Druck variiert je nach Temperatur, wobei ersterer zwischen 1,568 und 31,36 MPa und letzterer zwischen 1,568 und 3,92 MPa liegt. Das Dichtungsmaterial wird je nach Medium und Temperatur ausgewählt.
8. Achteckige und elliptische Pads
Die achteckige Dichtung und die elliptische Dichtung (in der Raffinerieindustrie allgemein als „Erdstahlring“ bekannt), die für trapezförmige Nutflansche verwendet werden, weisen eine gute Dichtleistung auf. Auf der konischen Oberfläche der Nut hat das achteckige Pad Flächenkontakt, während das elliptische Pad Linienkontakt hat. Daher hat das elliptische Polster eine gute Haftung bei geringer Befestigungskraft, erfordert jedoch eine sekundäre Befestigung; Und achteckige Beläge sind im Allgemeinen weniger anfällig für Leckagen, nachdem sie einmal festgezogen wurden. Ihr Nachteil besteht darin, dass sie eine große Schraubenanzugskraft erfordern und beim Einsatz in Niederdruck- und Hochtemperatursituationen die Flanschgüte über pg25 kg liegen muss.