Was sind die Vorteile von Siliziumnitrid-Keramik-Dichtringen?

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Im industriellen Bereich gelten Gleitringdichtungen als das “Herzstück” von Anlagen, wobei der Dichtungsring das wichtigste “Ventil” in diesem Herzstück darstellt. Seine Leistungsfähigkeit steht in direktem Zusammenhang mit der Betriebseffizienz, Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Anlage. Unter den zahlreichen Materialien, Siliziumnitrid (Si ∝ N ₄) Keramik hat sich zu einem aufstrebenden Material entwickelt und ist zu einem der bevorzugten Werkstoffe für Hochleistungsdichtringe geworden. Dieser Artikel enthält eine detaillierte Analyse der sieben wichtigsten Vorteile von Dichtringen aus Siliziumnitridkeramik und erläutert, wie sie schwierige Probleme in der praktischen Anwendung lösen können.

Extrem verschleißfest, löst die Probleme der kurzen Lebensdauer der Ausrüstung und häufigen Ausfallzeiten
Erläuterung der Vorteile: Siliziumnitridkeramik hat eine extrem hohe Härte, die nur von Diamant und kubischem Bornitrid übertroffen wird, mit einer Vickers-Härte von über Hv1.600-1800. Das bedeutet, dass sie extrem verschleißfest ist und im Vergleich zu anderen Materialien wie Kohlenstoffgraphit, Hartlegierungen usw. nur minimalen Verschleiß aufweist.
Problem gelöst:
Verlängerte Lebensdauer der Dichtung: In Medien, die kleine Feststoffpartikel enthalten (wie Schlamm, Abwasser, staubige Umgebungen), verschleißen herkömmliche Dichtungsringe aus Material schnell und versagen. Dichtungsringe aus Siliziumnitridkeramik sind widerstandsfähig gegen abrasiven Verschleiß und verlängern die Lebensdauer der Dichtung um ein Vielfaches oder sogar um das Zehnfache.
Wartungskosten senken: Eine längere Lebensdauer bedeutet weniger Austauschhäufigkeiten, wodurch Ausfallzeiten und Wartungskosten erheblich reduziert werden.

Hervorragende Selbstschmiereigenschaften und geringe Reibung lösen die Probleme des hohen Energieverbrauchs und des Versagens der Verzahnung.
Erläuterung der Vorteile: In Kombination mit vielen Materialien weist Siliziumnitrid einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten auf (insbesondere in Gegenwart einer geringen Menge Wasser). Es verfügt außerdem über selbstschmierende Eigenschaften, wodurch auch unter extremen Bedingungen wie schlechter Schmierung oder Trockenreibung eine geringe und stabile Reibung aufrechterhalten werden kann.
Problem gelöst:
Reduzierung des Energieverbrauchs im BetriebGeringe Reibung bedeutet, dass weniger Kraft zum Antrieb der Dichtung erforderlich ist, was zur Verbesserung der Gesamteffizienz und zur Energieeinsparung beiträgt.
Verhindern Sie plötzliche Ausfälle: Wenn die Anlage während des Kaltstarts plötzlich Öl verliert oder unzureichend geschmiert wird, ist der Metall-Dichtungsring aufgrund der hohen Temperatur sehr anfällig für Risse und Abrieb. Siliziumnitrid-Keramikringe können diesen Betriebsbedingungen besser standhalten und katastrophale Ausfälle vermeiden.

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, löst das Problem der Korrosion in stark sauren und alkalischen Umgebungen
Erläuterung der Vorteile: Siliziumnitrid ist eine kovalente Verbindung mit stabiler Struktur. Es ist beständig gegen fast alle anorganischen Säuren, verschiedene Basen, Salzlösungen, organische Lösungsmittel und geschmolzene Metalle wie Aluminium, Zink und Kupfer, mit Ausnahme von Flusssäure und starken Basen.
Problem gelöst:
Alternative zu teuren Metallen: In stark korrosiven Medien wie Chemikalien, Pharmazeutika und Galvanik sind für die Abdichtung ursprünglich teure Metalle wie Hastelloy und Titanlegierungen erforderlich. Siliziumnitrid-Keramikringe bieten eine Lösung mit besserer Leistung und geringeren Kosten.
Sicherstellen der Dichtungsintegrität: Korrosion kann die Glätte und Ebenheit der Dichtfläche beeinträchtigen und zu Undichtigkeiten führen. Die Korrosionsbeständigkeit von Siliziumnitrid sorgt dafür, dass die Dichtfläche lange Zeit intakt bleibt und die Leckrate stabil ist.

Hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit, wodurch Probleme mit Sprödbruch und Schlagversagen gelöst werden
Erläuterung der Vorteile: Dies ist der wesentliche Vorteil, der Siliziumnitrid von anderen Keramiken wie Aluminiumoxid unterscheidet. Es weist nicht nur eine hohe Härte auf, sondern auch eine hohe Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit. Seine Zähigkeit ist 3-5 Mal so hoch wie die von gewöhnlicher Aluminiumoxidkeramik und es hält bestimmten mechanischen und thermischen Einwirkungen stand.
Problem gelöst:
Schutz vor unbeabsichtigten Stößen: Vibrationen und Druckschwankungen sind während der Installation, Inbetriebnahme oder des Betriebs unvermeidbar, und herkömmliche Keramikringe sind zerbrechlich. Die hohe Zähigkeit von Siliziumnitridringen macht sie widerstandsfähiger gegen unerwartete mechanische Stöße und reduziert so die Schadensrate während der Installation und Nutzung.
An komplexe Arbeitsbedingungen anpassen: Es kann in Situationen mit großen Druckschwankungen oder geringem Kollisionsrisiko eingesetzt werden und bietet ein breiteres Anwendungsspektrum.

Hervorragende thermische Leistung, löst Dichtungsprobleme unter hohen Temperaturen und bei thermischen Schocks
Vorteile detaillierte Erklärung:
Hohe Temperaturbeständigkeit: Siliziumnitrid kann seine Festigkeit und Härte bei Temperaturen über 1200 °C ohne nennenswerte Leistungseinbußen beibehalten.
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Sein Wärmeausdehnungskoeffizient ist sehr gering, was bedeutet, dass sich die Größe des Teils bei Temperaturänderungen nur minimal verändert.
Hohe Wärmeleitfähigkeit: Es verfügt über eine gute Wärmeleitfähigkeit, was die schnelle Ableitung von Reibungswärme begünstigt und eine lokale Überhitzung der Dichtungsendfläche verhindert.
Problem gelöst:
Umgang mit Umgebungen mit hohen Temperaturen: Weit verbreitet in Hochtemperaturanwendungen wie Turboladern für Kraftfahrzeuge, Hochtemperaturpumpen und Pumpen zum Transport von geschmolzenem Metall.
Thermal shock resistance: Die Kombination aus geringer Wärmeausdehnung und hoher Wärmeleitfähigkeit ermöglicht es ihm, schnellen Temperaturänderungen (Thermoschock) standzuhalten, ohne zu reißen. Beispielsweise reißt die Dichtfläche bei Kaltstart oder plötzlicher Einspritzung von Kühlmittel nicht aufgrund plötzlicher Abkühlung und Erwärmung.

Leichtbauweise, die Vibrations- und Stabilitätsprobleme bei hoher Drehzahl löst
Erläuterung der Vorteile: Die Dichte von Siliziumnitrid ist sehr gering (etwa 3,2–3,3 g/cm³), nur 40% der von Stahl und sogar leichter als Titanlegierungen.
Problem gelöst:
Verbesserung der Stabilität: In schnell rotierenden Anlagen wie Hochgeschwindigkeitszentrifugen und Turbomaschinen erzeugen leichtere Dichtungsringe weniger Zentrifugalkraft, was zur Verringerung von Vibrationen, zur Verbesserung der Betriebsstabilität und zur Erhöhung der dynamischen Auswuchtgenauigkeit beiträgt.
Reduzierung der Belastung des Hilfssystems: Durch Gewichtsreduzierung kann die Belastung von zusätzlichen Dichtungskomponenten wie Federn und Faltenbälgen verringert werden, wodurch das gesamte Dichtungssystem kompakter gestaltet werden kann.

Gute Isolierleistung, Lösung elektrochemischer Korrosionsprobleme
Erläuterung der Vorteile: Siliziumnitrid ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand.
Problem gelöst:
Elektrokorrosion vermeiden: Wenn Dichtungen zum Transport von reinem Wasser oder anderen leitfähigen Medien verwendet werden, können verschiedene Metallwerkstoffe leicht galvanische Zellen bilden, was zu elektrochemischer Korrosion (Elektrokorrosion) führt. Die Verwendung von Siliziumnitrid als Isoliermaterial für Dichtungsringe kann den Strom vollständig isolieren und Probleme mit elektrischer Korrosion vermeiden.

Siliziumnitrid-Keramik-Dichtungsringe lösen mit ihren sieben umfassenden Vorteilen – Verschleißfestigkeit, Schmierfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit, Hitzebeständigkeit, geringes Gewicht und Isolierung – perfekt die zentralen Probleme, die bei herkömmlichen Dichtungsmaterialien unter extremen Arbeitsbedingungen auftreten, wie z. B. kurze Lebensdauer, leichte Korrosion, leichte Bruchgefahr, hoher Energieverbrauch und schlechte Stabilität.
Zu den typischen Anwendungsbereichen gehören:
Automobilbranche: Dichtung für Turbolader-Rotorwelle
Chemie und Pharmazie: Gleitringdichtungen für Pumpen zum Fördern stark korrosiver Medien und Schlämme
Energie und Umweltschutz: Abdichtung in Rauchgasentschwefelungsanlagen, Kläranlagen und anderen Anlagen
Metallurgische Industrie: Abdichtung von Stranggussmaschinen und Metallpumpen
Hochwertige Ausrüstung: Abdichtung von Schlüsselkomponenten wie Hochgeschwindigkeits-CNC-Werkzeugmaschinenspindeln und Flugzeugtriebwerken
Die Wahl eines Dichtungsrings aus Siliziumnitridkeramik ist nicht nur eine Frage der Auswahl eines Bauteils, sondern auch eine wichtige Garantie für den stabilen, langlebigen und zuverlässigen Betrieb der Anlage unter rauen Umgebungsbedingungen.

Brudeze Keramiken liefert und verkauft eine breite Palette von hochwertigem Quarzglas, einschließlich Aluminiumoxidkeramik, Zirkoniumdioxidkeramik, Siliziumnitridkeramik, Aluminiumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Borkarbidkeramik, Biokeramik, maschinell bearbeitbare Keramik usw. Wir sind in der Lage, die Anforderungen an die Anpassung verschiedener Keramikprodukte zu erfüllen.