Каковы преимущества керамических уплотнительных колец из нитрида кремния

---

В промышленности механические уплотнения называют "сердцем" оборудования, а уплотнительное кольцо - самым важным "клапаном" в этом сердце. От его работы напрямую зависит эффективность работы, срок службы и надежность оборудования. Среди многочисленных материалов, нитрид кремния (Si ∝ N ₄) керамика стала восходящей звездой и одним из предпочтительных материалов для высокопроизводительных уплотнительных колец. В этой статье мы подробно рассмотрим семь основных преимуществ керамических уплотнительных колец из нитрида кремния и объясним, как они могут решить сложные проблемы в практическом применении.

Исключительная износостойкость, решение проблемы короткого срока службы оборудования и частых простоев
Преимущество Объяснение: Керамика из нитрида кремния обладает чрезвычайно высокой твердостью, уступая только алмазу и кубическому нитриду бора, с твердостью по Виккерсу более Hv1.600-1800. Это означает, что она чрезвычайно износостойка и имеет минимальный износ по сравнению с другими материалами, такими как углеграфит, твердые сплавы и т. д.
Проблема решена:
Увеличенный срок службы уплотнения: В средах, содержащих мелкие твердые частицы (например, в шламе, сточных водах, пылевой среде), уплотнительные кольца из обычного материала быстро изнашиваются и выходят из строя. Керамические кольца из нитрида кремния могут эффективно противостоять абразивному износу и продлить срок службы уплотнения в несколько раз или даже десятков раз.
Сократите расходы на обслуживание: Более длительный срок службы означает меньшую частоту замены, что значительно сокращает время простоя оборудования и расходы на обслуживание.

Отличные самосмазывающиеся свойства и низкое трение решают проблемы высокого энергопотребления и поломки.
Преимущество Объяснение: В паре со многими материалами нитрид кремния обладает очень низким коэффициентом трения (особенно в присутствии небольшого количества воды). Он также обладает самосмазывающимися свойствами, что позволяет поддерживать низкий и стабильный коэффициент трения даже в экстремальных ситуациях, когда смазка плохая или трение сухое.
Проблема решена:
Снижение энергопотребления при эксплуатации: Низкое трение означает, что для привода уплотнения требуется меньшая мощность, что способствует повышению общей эффективности и экономии энергии.
Предотвращение внезапного выхода из строя: Когда оборудование внезапно лишается масла или испытывает недостаток смазки во время холодного запуска, металлическое уплотнительное кольцо сильно подвержено разрыву и разрушению из-за высокой температуры. Керамические кольца из нитрида кремния лучше справляются с такими условиями работы и позволяют избежать катастрофического разрушения.

Выдающаяся коррозионная стойкость, решение проблемы коррозии в сильных кислотных и щелочных средах
Преимущество Объяснение: Нитрид кремния - ковалентное соединение со стабильной структурой. Он выдерживает воздействие практически всех неорганических кислот, различных оснований, солевых растворов, органических растворителей и расплавленных металлов, таких как алюминий, цинк и медь, за исключением плавиковой кислоты и сильных оснований.
Проблема решена:
Альтернатива дорогим металлам: В высокоагрессивных средах, таких как химическая, фармацевтическая и гальваническая промышленность, для уплотнения первоначально требовались дорогостоящие металлы, такие как сплавы Хастеллой и титан. Керамические кольца из нитрида кремния обеспечивают решение с лучшими эксплуатационными характеристиками и более низкой стоимостью.
Убедитесь в целостности уплотнения: Коррозия может повредить гладкость и плоскостность уплотнительной поверхности, что приведет к утечке. Коррозионная стойкость нитрида кремния обеспечивает длительное сохранение целостности уплотнительной поверхности и стабильный уровень утечки.

Высокая механическая прочность и вязкость, решение проблем хрупкого разрушения и ударного разрушения
Преимущество Объяснение: Это основное преимущество, которое отличает нитрид кремния от других керамик, таких как глинозем. Он обладает не только высокой твердостью, но и высокой прочностью на изгиб и вязкостью разрушения. Его прочность в 3-5 раз выше, чем у обычной глиноземистой керамики, и он может выдерживать определенные механические и термические воздействия.
Проблема решена:
Защита от случайных ударов: Вибрация и колебания давления неизбежны при монтаже, вводе в эксплуатацию или эксплуатации, а традиционные керамические кольца хрупки. Высокая прочность колец из нитрида кремния делает их более устойчивыми к неожиданным механическим воздействиям, снижая частоту повреждений при установке и эксплуатации.
Адаптация к сложным условиям работы: Его можно применять в ситуациях с большими перепадами давления или незначительными рисками столкновения, что расширяет диапазон применения.

Отличные тепловые характеристики, решение проблем герметизации в условиях высоких температур и термоударов
Преимущества подробно описаны:
Устойчивость к высоким температурам: Нитрид кремния может сохранять свою прочность и твердость при температурах выше 1200 °С без существенного ухудшения характеристик.
Низкий коэффициент теплового расширения: Коэффициент теплового расширения очень мал, а значит, изменение размеров детали при изменении температуры минимально.
Высокая теплопроводность: Он обладает хорошей теплопроводностью, что способствует быстрому отводу тепла трения и предотвращает локальный перегрев уплотнительной торцевой поверхности.
Проблема решена:
Работа с высокотемпературными средами: широко используются в высокотемпературных приложениях, таких как автомобильные турбокомпрессоры, высокотемпературные насосы и насосы для перекачки расплавленного металла.
Устойчивость к тепловому удару: Сочетание низкого теплового расширения и высокой теплопроводности позволяет ему выдерживать резкие изменения температуры (тепловой удар) без образования трещин. Например, при холодном запуске или резком нагнетании охлаждающей среды уплотнительная поверхность не разорвется из-за резкого охлаждения и нагрева.

Легкий вес, решение проблем вибрации и устойчивости при высокоскоростном вращении
Преимущество Объяснение: Плотность нитрида кремния очень мала (около 3,2-3,3 г/см³), всего 40% от плотности стали, и даже легче титанового сплава.
Проблема решена:
Повышение стабильности: В высокоскоростном вращающемся оборудовании, таком как высокоскоростные центрифуги и турбомашины, более легкие уплотнительные кольца создают меньшую центробежную силу, что помогает снизить вибрацию, повысить стабильность работы и точность динамического баланса.
Снизить нагрузку на вспомогательные системы: Снижение веса позволяет уменьшить нагрузку на вспомогательные уплотнительные компоненты, такие как пружины и сильфоны, что делает всю конструкцию системы уплотнения более компактной.

Хорошие изоляционные характеристики, решение проблем электрохимической коррозии
Преимущество Объяснение: Нитрид кремния - отличный электроизолятор с высоким удельным электрическим сопротивлением.
Проблема решена:
Избегайте электрокоррозии: Когда уплотнение используется для транспортировки чистой воды или других проводящих сред, различные металлические материалы могут легко образовывать гальванические элементы, что приводит к электрохимической коррозии (электрокоррозии). Использование нитрида кремния в качестве изоляционного материала в качестве уплотнительного кольца позволяет полностью изолировать ток и избежать проблем с электрической коррозией.

Керамические уплотнительные кольца из нитрида кремния, обладающие семью комплексными преимуществами: износостойкостью, смазкой, коррозионной стойкостью, прочностью, теплостойкостью, легкостью и изоляцией, идеально решают основные проблемы, с которыми сталкиваются традиционные уплотнительные материалы в экстремальных условиях работы, такие как короткий срок службы, легкая коррозия, легкое разрушение, высокое энергопотребление и плохая стабильность.
Его типичные области применения включают:
Автомобильная промышленность: Уплотнение вала ротора турбокомпрессора
Химическая и фармацевтическая промышленность: Механические уплотнения для насосов, транспортирующих сильноагрессивные среды и шлам
Энергетика и охрана окружающей среды: уплотнение в устройствах сероочистки дымовых газов, очистки сточных вод и других устройствах
Металлургическая промышленность: Уплотнение машин непрерывного литья заготовок и насосов для расплавленного металла
Высококлассное оборудование: Герметизация ключевых деталей, таких как шпиндели высокоскоростных станков с ЧПУ и авиационные двигатели
Выбор керамического уплотнительного кольца из нитрида кремния - это не только выбор компонента, но и надежная гарантия стабильной, долговечной и надежной работы оборудования в жестких условиях эксплуатации.

Керамика Brudeze поставляет и продает широкий ассортимент высококачественного кварцевого стекла, включая глиноземистую керамику, циркониевую керамику, керамику из нитрида кремния, керамику из нитрида алюминия, керамику из карбида кремния, керамику из карбида бора, биокерамику, обрабатываемую керамику и т.д. Мы можем удовлетворить требования заказчика к различным керамическим изделиям.