نوین صنعت رادان

تولید و تامین انواع فروآلیاژها و گرافیت ، ذغال های صنعتی و ابزاری گرافیتی

ساعات کاری : 9 الی 17

با ما در ارتباط باشید

021-2842-1715

 آببندهای تخصصی مکانیکی در صنایع ذوب ، ریخته گری ، پتروشیمی و صنایع مختلف دیگر

آب بند های مکانیکی 1

فصل دوم

تعيين جنس قطعات

آب بند مكانيكي

 

اكنون به انتخاب جنس براي قطعات آب بند مي پردازيم. در اين مورد براي سه قسمت، ماده مناسب انتخاب مي شود كه عبارتند از:

  • قطعات فلزي
  • تركيب سطوح آب بند
  • قسمتهاي الاستومري يا لاستيكي

2-1- انتخاب قسمتهاي فلزي براي آب بند

معمولاً انتخاب فلزي عالي، براي قطعات آب بند كار آساني است. اگر قسمتهاي مرطوب پمپ (اين قسمتها به وسيله عمل پمپاژ مرطوب مي شوند ) از مواد غير فلزي مانند تفلون Kynar پلي اتيلن و غيره ساخته شده باشد در اين صورت بايد از قطعات آب بندي غير فلزي استفاده كنيم.

دو نوع طرح آب بند را نشان مي دهد كه با قسمتهاي غيرفلزي در معرض آب بندي سيال، كار كرد دارند. البته بايد يادآوري شود كه آب بندهاي مكانيكي با گيره محكم شده اند و نبايد آنها را با پيچ بر روي شفت محكم كرد.

در اين نوع از طرحها نبايد از پيچ هاي ضامن استفاده كنيد چون كه معمولاً آب بندهاي غيرفلزي بر روي شفتهايي كه روكش شيشه اي دارند استفاده مي شود.

  • اگر قسمتهاي مرطوب آب بند از آهن، استيل، استيل ضد زنگ و يا برنزساخته شده باشند و در اينها هيچ نشانه اي از زنگ زدگي نباشد در اين صورت معمولاً قطعات آب بند (البته به استثناي فنرها) از استيل ضد زنگ نوع 316 ساخته مي شوند.
  • فنرها بايد از " Hastelloyc"يا از مواد مشابه به اين ماده كه در برابر زنگ زدگي مقاومت مي كنند، ساخته شوند تا از بروز مشكلاتي كه از خوردگي كلريدي است جلوگيري كند.

البته هميشه براي قوانين كلي استثناهايي نيز وجود دارد مثلاً مواقعي است كه ما نمي توانيم از قطعات ري كه از نوع ضد زنگ 316 مي باشد استفاده كنيم در حالي كه استفاده از آهن، استيل يا درجات ديگر استيل ضد زنگ يا برنز رضايت بخش تر مي باشد.

جدول 2-1، توضيحاتي را درارتباط با نوع فلز در يك محيط شيميايي نشان مي دهد  البته درجه حرارت، غلظت مواد، فشار بر روي مقاومت شيميايي هر ماده اي تاثير مي گذارد.

 

 

 

 

جدول 2-1 فلزات مناسب در محيط هاي شيميايي متفاوت

فلز

ماده شيميايي

فلز

ماده شيميايي

برنز

برنز اركولر

برنز

اسيدهاي مخلوط

برنز

كربنات باريم

ضد زنگ 304/303

كلريد نيكل

استيل كربن يا برنز

بنزين

ضد زنگ 304

سيستمهاي اوليه ابي هسته اي

برنز

بنزين گرم

ضد زنگ 304/303

بيكربنات پتاسيم

برنز

گاز برم

ضد زنگ 304/303

كلرات پتاسيم

ضد زنگ 304/303

كربنات كلسيم

ضد زنگ430/304/303

هيدرات پتاسيم

ضد زنگ 304/303

فنل

(اسيد كاربوليك)

برنز

اگزالات پتاسيم

برنز

فتالات بوتيل

برنز

پرمنگنات پتاسيم

ضد زنگ 304/303

دي كلرو دي فلورو متان (F12)

برنز

اسيد پيروگاليك

ضد زنگ 430

دي اتيل اتر

برنز

بنزوات سديم

برنز

اتانول

برنز

بيكرومات سديم

ضد زنگ 304/303

اتانول آمين

برنز

برميد سديم

ضد زنگ 430

فلورين گازي، خشك

برنز

كلرات سديم

استيل كربن

كلريد هيدروژن گازي- مرطوب

برنز

سيترات سديم

ضد زنگ 304/303

سولفات منيزيم

برنز

دي كرومات سديم

ضد زنگ430/304/303

مونو آتانول  آمين

استيل كربن

تترا كلريد سديم

برنز

فري سيانيد سديم

برنز

اسيد اوريك

استيل كربن يا ضد زنگ 430

اسيد سولفوريك

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

استيل ضد زنگ نوع 316 از تركيبات زير ساخته شده است:

  • كروم 20-18%
  • نيكل 12-8%
  • كربن 08/0 %
  • آهن 70- 64%
  • آب بنديكن 1%
  • منگنز 2%
  • گوگرد 030/0 %
  • فسفر 045/0 %

همه كشورها از عنوان استيل ضد زنگ 316 استفاده نمي كنند فهرست زير اسامي كشورهايي است كه از عنوانهاي ذكر شده براي محصول مشابه استفاده مي كنند.

  • آلمان V4A يا 1/4571
  • انگليس EN58J
  • سوئد 2343
  • مجارستان KO35
  • چكسلواكي 17246

2-2- انتخاب تركيب سطوح آب بند

2-2-1- انتخاب سطح كربن- گرافيك

سطح آب بندي كه از آن به عنوان كربن ياد مي كنيم تركيبي از كربن و گرافيت مي باشد. استفاده از گرافيت به دليل دارا بودن خاصيت روان كنندگي و هدايت بالاي گرما مي باشد. كربن به دليل دارا بودن خاصيت مقاومتي آن رد برابر خوردگي مورد ساتفاده قرار گرفته و همچنين كربن استحكام بيشتري دارد.

به دليل وجود استثناهاي كم، شركتهاي توليد كننده آب بند مكانيك سطح قالب گيري شده كربن- گرافيت را از يكي از كارخانه هاي توليد كربن خريداري مي منند. در ابتدا شركتهاي توليد آب بند براي قالبهاي ضروري، هزينه مي كنند و استفاده منحصر بفرد  از آنها را بعداً انجام مي دهند. سطح آب بند واقعي فقط تركيبي از كربن و گرافيت مي باشد نه چيز ديگر. كربن از طريق مراحل توليد محصول، خريداري مي شود در حالي كه گرافيت از طريق معادني كه اصلي ترين منابع آن در كانادا و ماداگارسكار است به دست مي آيد.

دو عامل در مورد تعيين قيمت اين دو ماده تاثيرگذار مي باشد كه عبارتند از:

  • چگونه محصول آسياب شده است؟

(پودر ريز و نرم قابل قبول مي باشد)

  • ميزان خلوص محصول چه مقدار است؟ البته هميشه مقداري ناخالص باقي مي ماند اما هر چقدر ناخالصي كمتر باشد بهتر است چون اين نوع ناخالصيها باعث بروز مشكلات شيميايي شده و همچنين موجب اختلاف در تراكم سطح مي شوند.

بهترين تركيب كربن- گرافيت بايد داراي 80% كربن و 20 ، گرافيت باشد. گرافيت به خوبي گرما را انتقال مي دهد،  خاصيت روان كنندگي طبيعي دارد و همچنين داراي ساختا بافتي ورقه اي است كه به هر بافت جداگانه اجازه لغزيدن بر روي ديگري را مي دهد.

ساختار ورقه اي گرافيت باعث ازاد شدن گرافيت از روس سطح كربن- گرافيت مي شود و بر روي سطح سخت رسوب مي كند درست همان طور كه مداد گرافيتي بر روي كاغذ مي نويسد.

كربن عنصري متفاوت مي باشد اين عنصر از حرارت دادن ماده آلي تا درجه حرارت 2000 درجه فارنهايت (1000°C) به دست مي آيد كربن به خوبي نمي تواند گرما را انتقال دهد و به دليل دارا بودن ساختار بلوري،  خاصيت روان كنندگي ضعيفي دارد.

اگر كربن تحت فشار تا درجه حرارت 4000 درجه فارنهايت 2000°C)) حرارت يابد به گرافيت تبديل مي شود.

براي به دست آوردن محصول نهائي، مخلوط كربن- گرافيت را داخل قالب بزرگي مي ريزند و از هيدروكربن به عنوان چسب استفاده مي كنند تا پودر را در يك جا نگه دارد. سپس مخلوط را متراكم مي كنند و دركوره اي به درجه حرارت 2000 درجه فارنهايت 1000°C)) و به مدت 30 ت 60 روز قرار مي دهند.

در اين درجه حرارت هيدروكربن به كربن تبديل مي شود. قطعه ايجاد شده بايد به ارامي حرارت ببيند در غير اين صورت كربنيا اكسيژن تركيب مي شد و منواكسيدكربن يا دي اكسيدكربن ايجاد مي شود كه در هر دو صورت باعث خراب شدن قطعه مي شود.

در آخر اين مرحله، قطعه جمع مي شود و به مقدار كوچكي تبديل مي شود اما هنوز به سطح كربن واقعي شباهت دارد.

در واقع مشكلات كار را مي توان به صورت زير بيان كرد:

  • محصول ايجاد شده مقاومت كششي ضعيفي دارد.
  • محصول ايجاد شده به خوبي گرما را منتقل نمي كند چون مخلوطپر از منفذ مي باشد.
  • محصول ايجاد شده مانند محصولات غذايي و دارويي غلظت پاييني دارد در نتيجه به هنگام كار در خلاء مشكل ساز مي باشد. چون موقع تميز كردن سطوح اب بند صيقلي شده مشكلاتي به وجود مي آورد.

در اين مرحله هر ماده غيرآلي را مي توان به داخل تركيب كربن- گرافيت وارد كرد. اما اگر  شما مجبور باشيد از اين مخلوطها استفاده كنيد بايد نگران تطابق ماده پركننده با محصول آب بندي  شونده باشيد. نمكهاي فلزي مواد غير آلي هستند كه معمولاً بعضي از سازندگان از آن استفاده مي كنند.

اگر شما خواهان كربن سخت هستيد بايد قطعه را در داخل مخزني شبيه دستگاهي كه اتوكلاو ناميده مي شود قرار دهيد. در واقع جايي كه خلاء باعث از بين بردن ناخالصيهايي مي شود كه در داخل سطح منفذدار نفوذ كرده بودند سپس اتوكلاو با مايع هيدروكربن پر مي شود و تحت فشار بالا هيدروكربن را به داخل سطح منفذدار وارد مي كند.

مخلوط اوليه مي تواند نزديك به 25 mm نفوذ كند البته اگرهيدروكربن بتواند از تمامي جهات به درون قالب بند نفوذ كند اين مقدار به 50mm مي رسد. سپس سطح آيجاد شده به كوره  رفته و درجه حرارت 2000 درجه حرارت فارنهايت 1000°C))، حرارت مي بيند. اين كار 30 تا 60 روز طول مي كشد تا مخلوط به كربن تبديل شود. در طي مرحله تبديل مخلوط به كربن، مقدار مشخصي از ماده مشخصي از ماده منقبض شده، و حجم آن تغييرمي كند.

كربن- گرافيت متراكم شده، دو بار ديگر به اندازه (0/125 inch) 3/0 mm و (0/ 020 inch 0/5 mm تحت نفوذ قرار گرفته و بعد از هر بار 30 تا 60 روز بايد در كوره بماند.

تاكنون مراحلي كه طي شده است مراحل كاهش يافتن بود در اين مرحله سومين مخلوط  وارد كربن- گرافيت مي شود ولي در داخل كوره حرارت نمي بيند. به اين نوع سطح اب بند،  كربن پر نشده مي گويند بعضي از سازندگان امريكائي و خارجي اين نوع كربن را در اختيار دارند.

  • نفوذ (1 اينچ) C= 25 mm
  • نفوذ (125/0 اينچ) B= 3 mm
  • نفوذ (020/0 اينچ) A= 0/5 mm

همانطور كه در شكل2-2 نشان داده شده است آخرين مخلوط بايد از سطح اب بند دورتر سائيده شود اما بايد در قطرهاي داخلي و خارجي وجود داشته باشد تا بتواند تراكم مورد نياز براي سطح را براي نگه داشتن خلاء تامين كند و اين امكان را به سطح بدهد تا از نفوذ باكتري  و عناصر ناخوشايند به درون تركيب جلوگيري كند.

اگر سازنده آب بند براي كارهاي آزمايشي به مقدار كمي سطوح اب بند نياز داشته باشند او ميتواند اين مقدار را از كربن پرنشده مرغوب بتراشد و دوباره آن را براي مخلوط نهايي به سازنده آب بند بفرستد. براي كاربردهاي كوچك يكنواخت از اين روش استفاده مي كنند.

در صورت امكان سطح كربن- گرافيت بايد در ميان همه اب بندهاي مكانيكي استاندارد باشد. سطح كربن- گرافيت را يم توان با عر نوع ماده شيميايي يا تركيبي از مواد شيميايي به كار بر (البته به استثناي عامل اكسيداسيون، هالوژن و بعضي كاربردهاي شبيه اين مواد).

همانطور كه ذكر شد عوامل اكسيداسيون با كربن تركيب مي شوند و دي اكسيدكربن يا منواكسيدكربن را تشكيل مي دهند. در زير به فهرستي از اكسيد كننده هاي معمولي اشاره  مي كنيم كه عبارتند از:

  • تيزاب سلطاني ( تركيبي از اسيد نيتريك و اسيد هيدروكلريك) كه براي حل كردن فلزات به كار مي رود.
  • اگر مواد الي با اسيد كلريك تماس داشته باشند، اشتعال روي مي دهد.
  • اسيد كلرو اگر درجه حرارت آن بيش از 200 درجه فارنهايت 100°C)) باشد.
  • كلريد آهن كه در عكس برداري از كارهاي فاضلاب، داروني و افزودنيهائي غذايي به كار مي رود.
  • اسيد سولفوريك گرم كه در بيشتر مواد شيميايي صنعتي به كار مي رود.
  • اسيد هيدروفلوريك كه در كارهاي قلم زني، ريخته گري و تخمير به كار مي رود.
  • متيل اتيل كنون (MEK)  كه يك نوع حلال متداول مي باشد.
  • اسيدنيتريك كه در حاصلخيز كردن، رنگ آميزي، مواد منفجره، داروها، قلم زني و پزشكي به كار مي رود.
  • روغن Oleum  كه در ساخت مواد شوينده و مواد منفجره به كار مي رود.
  • اسيد پركلرويك 2 نرمال
  • اسيد پركلريك كه در ساخت دارو، موادمنفجره واترها به كار مي رود.
  • هيپوكلريت سديم كه در سفيد كردن خمير كاغذ، منسوجات و منسوجات چرم به كار مي رود.
  • تري اكسيد گوگرد كه در ساخت اسيدسولفوريك به كار مي رود.

علاوه بر موارد ذكر شده، مواد شيميايي كه داراي نامهاي زير هم سهتند مي توانند متشكل ساز باشند:

  • كلرات
  • نيترات
  • پركلرات
  • پرمنگنات
  • پراكسيد

هالوژنها، گروه ديگري از مواد شيميايي هستند كه به كربن حمله مي كنند.

  • آستانين
  • برم
  • كلر
  • فلوئور
  • يد

غلظت مواد شيميايي اكسيدكننده و درجه حرارت بر شدت حمله مي تواند تاثيرگذار باشد اگر شما با اين مواد كار مي كنيد يا با موادي كار مي كنيد كه احتمال حمله به كربن وجود دارد در اين صورت بايد براي امتحان از كربن پر نشده استفاده كنيد در واقع قبل از نصب آب بند مكانيكي بايد به تاثير مواد توجه كنيد براي اين منظور كربن را به مدت مناسبي در داخل مايع فرو ببريد البته در بيشتر موارد مدت دو هفته كافي مي باشد.

آزمايشات اخير نشان مي دهد كه همه انواع كربن در موارد زير كاربرد دارند كه عبارتنداز :

  • اگر امكان الودگي رنگي براي محصول ايجاد شده وجود داشته باشد بعضي از انواع كاغذ، داروها و رنگ ها چنين مشكل رنگي بالقوه را دارند.
  • اگر شما روغن گرم را آب بندي مي كنيد و مجبور هستيد كه از عهده مواد منتشره هم برآييد
  • بعضي از كاربردهاي اب ديونيزه مي تواند به كربنحمله كند سازندگان تجهيزات اصلي (12OEM) براي ساخت ابن بندهاي مكانيكياز كربن پر شده استفاده مي كنند در نتيجه در آخر كار شما با قطعات يدكي مشكل خواهيد داشت.

يافتن پنج آب بند مشابه با پنج شماه قطعه متفاوت يك مساله معمولي است و تفاوت موجود فقط در انواع كربن- گرافيت مي باشد. سرويس هاي سرما زا از انواع خاص ربن استفاده مي كنند كه حاوي تركيبات غير آلي مي باشد تا گازهاي جذب كننده يا بخارات، تضعيف كننده نيروهاي اتصالي در هم اميخته بين كربن و گرافيت نباشند.، در نتيجه تركيبات غيرآلي باعث ايجاد توازن مي شوند در واقع گازهاي جذب كننده و بخارات هستند كه باعث آزاد شدن گرافيت از تركيب شده و روي سطح سخت را ولايه روان كننده داراي اصطكاكي ضعيف، مي پوشاند.

اين مشكل را كودكان به خوبي تشخصي مي دهند چرا كه انتهاي مداد گرافيتي را مي ليسند و پر رنگ تر بنويسد. بيشتر كاربردهاي اب بند مكانيكي با وجود حركت كربن پر نشده در مقابل چندين سطح سخت، رضايت بخش است.

شركت توليد كربن مي تواند انواع مختلفي از درجات كربن پر نشده را با توجه به تعداد مخلوط (غلظت) و ويژگي هاي خاص مانند توانايي شكستن بدون ايجاد ذرات گردو غبار زياد تهيه كند.

اين ويژگي كربن پر نشده در بعضي طرحهاي آب بند شكاف دار بسيار مهم مي باشد. اكنون مي توان گفت كه از هر كدام نوع كربن- گرافيت استفاده شود، البته با توجه به سطوح سخت موجود و نوع كربن گرافيت مشخص شود.

ما نمونه جدول ويژگي هاي كربن را در اينجا آورديم(جدول 2-2 و 2-3) درجه كربن P658RC مي تواند نمونه كربن پر نشده باشد.

شما مي توانيد از طرق اينترنت يا منايع ديگر به اين شركتها دست رسي داشته باشد.

2-2-2- انتخاب ماده مناسب براي سطح سخت

ماده مرغوب براي سطح سخت بايد شامل ويژگي هاي زير باشد:

  • مقاوم در برابر خوردگي زياد
  • قابليت خود روان كنندگي را داشته باشد
  • مقاومت زياد در برابر تراكم، برش و كشش
  • وجود ضريب الاستومري بالا براي جلوگيري از شكستگي سطح
  • قابيليت خوب انتقال گرما
  • وجود ويژگي هاي سايشي آلي
  • وجود قدرت درجه حرارت بالا
  • توانايي گردش درجه حرارت
  • براحتي بتواند درون نگهدارنده فلزي تعبيه شود.
  • دارا ضريب اصطكاك پايين
  • توانايي قالب گيري در سطح مقطع ارضي باريك را داشته باشد.

لازم نيست كه همه ويژگيهاي بيان شده در ماده ذكر شدهوجود داشته باشد. عقيده كلي بر اين است كه بيشتر ويژگيهاي ذكر شده بايد در انتخاب تركيب مناسب سطح در نظر گرفته شود.هميشه بدانيد دقيقاً چه مادهاي را خريداري مي كنيد و گرنه هرگز نخواهيد توانست مشكل ايجاد شده در آب بند را به دليل انتخاب ماده نادرست، حل كنيد.

اطلاعات موجود در مورد ويژگيهاي ظاهري مواد سخت متداولي كه در صنايع توليد اب بند مكانيكي به كار مي روند ، ارائه شده است.

3-2-2- سيليكون كار بايد متصل واكنشي 13                         

سيليكون كار بايد متصل واكنشي از افزودن سيليكون كار بايد مذاب به درون مخلوط سيليكون كار بايد و كربن به وجود مي ايد. واكنشي كه در يمان سيليكون كاربايد و كربن روي مي دهد باعث متصل شدن ساختار مي شود. اين در حليست كه سيليكون كاربايد اضافي، بيشتر حفره هاي باقي مانده از ماده حاصل شده را پر مي كند.در طي اين مراحل هيچ عمل انقباضي روي نمي دهد. محتويات سيليكون كاربايد در نمونه توليد شده تقريباً 15% تا 8% مي باشد. مواظب اين مساله باشيد كه مواد شيميايي PH بالايي دارند. مانند قلياها مي تواند به اين سيليكون كاربايد حمله كنند. كربن گرافيت در برابر سيليكون كاربايد متصل واكنشي، ويژگيهاي سايشي آلي از تمامي تركيبات سطح را دارا مي باشد.

تعبيه كردن سيليكون كاربايد متصل واكنشي در درون نگهدارنده فلزي مشكل مي باشد. در نتيجه از تركيب جامد در آب بند مكانيكي به جاي ساختار مركب استفاده مي شود. سازندگان سيليكون كاربايد متصل واكنشي زياد مي باشند كه در جدول 2-5- به تعدادي از آنها اشاره شده است.

از آلمان هم شركتهايي مانند ESK شانك (Shank) و هوچست (Hoechst) از سازندگان سيليكون كاربايد متصل واكنشي مي باشند. ثابت شده است  كه سيليكون كاربايد متصل واكنشي نسبت به نوع سينتر شده در برابر شكستگي مقاومتزيادي از خود نشان ميدهد.

به هنگام كار با سيليكون كاربايد متصل واكنشي از به كار بردن مواد شيميايي زير كه داراي PH بالايي هستند اجتناب كنيد:

  • هيدروكسيد سديم
  • هيدروكسيد پتاسيم
  • اسيدنيتريك*
  • مايع سولفات سبز*
  • هيدروكسيد كلسيم*
  • اسيدهيدروفلوريك
  • اسيدهاي قوي
  • مواد شيميايي با PH خيلي بالا

(* ميزان غلظت و درجه حرارت باعث تغيير نتايج حاصل از اين مواد مي شود).

موادي كه در بالا ذكر شد مي توانند سيليكون را از سيليكون كاربايد جدا كنند  و قالب سخت ضعيف شده اي را به جا مي گذارند كه مي تواند در مقابل سطحكربن نرم، مانند چرخ سايشي عمل كند.

2-2-4- سيليكون كاربايد سينتر شده

سيليكون كاربايد سينتر شده (بعضي مواد سينتر شده الفا، سينتر شده مستقيم يا سينتر شده  در فشار كم نيز ناميده مي شود) از تركيب ذرات سيليكون كاربايد و با كمك عمل سينتر به دست مي ايد. بر عكس سيليكون كاربايد متصل واكنشي در اين ماده سيليكون كاربايد به صورت ازاد وجودندارد. موادي كه مستقيماً سينتر شده اند خالت فلزي ندارند در نتيجه د مقابل حمله شيميايي نيز بسيار مقاوم هستند. براي سازندگان دو نوع شكل ذره اي الفا (ساختار شش ضلعي) و بتا (ساختار مكعبي) وجود دارد. به نظر مي رسد هيچ نوع اختلاف قابل ملاحظه اي در مقاومت شيميايي، سايشي يا اصطكاكي اين دو نوع ذره وجود ندارد. بيشتر فعل و انفعالات شيمايي نمي توانند به اين نوع مواد سينتر شده حمله كنند جدول زير شامل بعضي از سازندگان بزرگ سيليكون كاربايد سينتر شده مي باشد.

جدول 2-6- تعداي از توليد كنندگان سيليكون كاربايد سينتر شده

عنوان تجاري

شركت

SA-80

Carborundum

Sintride

General Electric

SC-201

Kyocera

 


 

 

 

 

 

 

سيليكون كاربايد سينتر شده در درون نگهدارنده فلزي، در اثر فرايندكوچك نمي شود اگر چه ماده انتخابي براي سطح آب بند معمولاً براي بعضي ازطرحهاي سطح بند خيلي شكننده مي باشد، در اين صورت از قطعاتي كه داراي سطح مقدار باريك هستند استفاده مي شود.

2-2-5- گرافيت سيليكون دار

در ساخت اين ماده از گرافيت كربني نفوذ پذير استفاده مي شود كه در درجه حرارت بالا در داخل سيليكون به صورت واكنشي سينتر شده است، با اين كار يك لايه بيروني از سيليكون كاربايد بر روي گرافيت تشكيل شده است. براي افزايش دانسيته، زرين نيز به مخلوط اضافه مي شود.

 

2-2-6- تنگستن كاربايد

كبالت و نيكل متداولترين مواد چسبنده اي هستند كه براي كنار هم نگه داشتن ذرات تنگستن به كار مي رود. هر كدام از اين مواد استعداد خورندگي دارند لذا زنگ زدگي الكتروشيميايي مي تواند بين شفت از جنس استيل ضد زنگ مقاوم يا نگهدارنده سطوح اب بند روي دهد.

اين نوع زنگ زدگي در محيط هاي قليايي و ساير سيالهايي كه PH بالايي دارند مشكل بزرگي مي باشد. چون درجه حرارت سطح اب بند از درجه حرارت سيال اب بندي شونده زياد مي باشد در نتيجه عمل زنگ زدگي به سرعت صورت مي گيردو مواد چسباننده فلزي موجود در تنگستن كاربايد، نيز در مجاورت مس، برنج و برنز باعث زنگ زدگي شيميايي مي شوند.

تعبيه تنگستن كاربايد نيز نگهدارنده فلزي كار مشكلي نيست در نتيجه اين ماده به عنوان متداولترين ماده در آكاردئونيهاي فلزي و ساير طرحهاي تركيب فلز سطح سخت، مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

 

2-2-7- آرايش سطوح در مقابل هم

بسياري از فروشندگان از دو سطح سخت كه در مقابل يكديگر حركت مي كنند به عنوان  تركيبي اده آل براي سطح آب بند استفاده مي كنند كه اين نوع تركيب در دوغابها و ساير خدمات مشابه كاربرد دارد. البته بايد در نظر داشته باشيد كه مواد جامد نمي توانند بين سطوح آب بند نقوذ كنند مگر اينكه سطوح از هم باز شده باشند. سطوح آب بند به صافي كمتر از يك ميكرون (سه نوار روشن هليوم) صيقلي شده اند و كاملاً با همديگر در تماس مي باشند.

بعضي از معايب استفاده ازسطوح سخت در كاربردهاي آب بندي عبارتند از:

  • هزينه اين نوع سطوح نسبت به سطح اب بندي كربن- گرافيت بيشتر مي باشد.
  • اگر يكي از سطوح صاف نباشد، غيرممكن است كه هر دو سطح دوباره همديگر را صاف كنند.
  • به هنگام آب بندي سيالي كه خاصيت روان كنندگي ندارد يا خاصيت روان كنندگي ضعيفي دارند، در اين صورت سطح كربن- گرافيت باعث ايجاد فيلم روان كننده اضافي مي شود بايد ياداور شد كه بيشتر سيالها در اينگروه قرار مي گيرند. در نتيجه اين نوع سيالها به فيلمي با ضخامت حداقل يك ميكرون نياز دارند تا در درجه حرارت و بار سطح، آب بندي شوند.  بدون سيال روان كننده، گرماي ناخواسته اي در سطوح آب بند توليد خواهد شد.
  • تعبيه كربن- گرافيت در درون نگهدارنده فلزي به راحتي صورت مي گيرد.
  • اگر اتفاقي روي دهد و اب بندي به صورت خشك كار كند، در اين صورت كربن- گرافيت خاصيت خود روان كنندگي دارد.

در موارد زير بهتر است از دو سطح سخت در مقابل همديگر استفاده شود.

  • به هنگام آب بندي روغن گرم يا هيدروكربن ديگر، بيشتر روغنها بين سطوح آب بند به زغال تبديل مي شوند و قطعاتي از كربن را به طرف بيرون مي كشند در نتيجه باعث ايجاد مشكلات نشر قرار مي شوند.
  • اگر محصول ايجاد شده باعث چسبيدن سطوح به همديگر شود.
  • اگر محصول اب بندي شونده جزء اكسيدكننده ها باشد. در اين صورت به همه نوع كربن حمله مي كند كه ارينگهاي سياه هم جزء آنها هستند.
  • هالوژنها به همه نوع كربن حمله مي كنند سيالهاي هالوژني عبارتند  از:
  • كلر
  • فلوئور
  • برم
  • استاتين
  • يد
  •  به هنگام پمپ كردن دوغاب، اگر نتوانيد دو سطح صيقلي شده را به وسيله جرياني از مايع تميز، جريان مجدد مكش، و با محفظه آب بند با قطر زياد يا با روشهاي ديگري كه معمولاً براي مقدار زيادي از مواد جامد به كار مي رود،كنار هم نگهداريد در اين صورت از سطوح سخت استفاده كنيد.
  • اگر به دليل آلودگي رنگي محصول پمپ شونده نتوانيد در سيستم از رنگ سياه استفاده كنيد در اين صورت نيز از سطوح سخت استفاده كنيد.
  • بعضي از كابردهاي آب ديونيزه شده مي تواند به هر نوع از كربن حمله كند كه در اين صورت نيز از سطوح سخت استفاده كنيد.

سطوح سخت مشكلات خاص خود را دارند كه عبارتند از:

  • سطوح صفحه فلزي يا روكش دار در اثر گرما، به دليل وجود تفاوت انبساطي مواد روكش دار و مواداصلي مي شكنند.
  • بعضي وقتهاعلائم PV نشان دهنده اين استكه از دو سطح سخت استفاده كنيد. به ياد داشته باشيد كه دو عامل PV به عنوان ابزار طرح (فشار× سرعت)قابل قبول نمي باشد چون كربن نسبت به P (فشار) حساس مي باشد در حالي كه نسبت به V (سرعت) حساس نمي باشد.

بي شك كربن پر نشده اولين انتخاب مي باشد تا در مقابل سطوح سخت ذكر شده، از اين ماده استفاده كنيد. از كربن پر نشده در همه كاربردها استفاده كنيد اما به استثناي وقتي كه مجبور هستيد از دو سطح سخت استفاده كنيد.

همچنين در موارد زير از كربن پر نشده استفاده نكنيد.

  • كاربردهاي حركت خشك و سرمازا نياز به كربن خاصي دارد تا با ساختار ثابت خود باعث ازاد شدن گرافيت شود.
  • روغن گرم، البته در صورتي كه نشر مواد فرار براي شما مشكل ساز باشد.

     

    2-3- انتخاب الاستومر مناسب

    جدول انتخاب ارينگ تلاشي است براي انتخاب كمترين تعداد از الاستومرهايي كه به شما عمل آب بندي قابل قبولي را ارائه مي دهد. اين جدول در ضميمه كتاب آمده است به هنگام استفاده از جدول مطالب زير را به ياد داشته باشيد.

  • معمولاً با افزايش (18°F)10°C در درجه حرارت، حمله شيميايي دوبرابر مي شود و اگر الاستومر نزديك سطح آب بند قرار گيرد گرماي اضافي را كه از طرق اصطكاك مالشي ايجاد شده، دريافت مي كند. مي دانيم كه الاستومرها به خوبي گرما را انتقال نمي دهند در نتيجه سرد شدن يك طرف ارينگ، به گرما اجازه انتقال نمي دهد.
  • اكسيدكننده ها در درجه حرارت اطاق يا گرماي ناچيز به صورت خود به خود اكسيژن منتشر مي كنند، سپس اكسيژن موجود مي تواند با كربن موجود در سطوح آب بند مكانيكي با دوده كربني كه در  ارينگهاي رنگي به كار رفته، تركيب شود و باعث ايجاد حمله شيميايي شود. بزرگترين گروه اكسيد كننده ها شامل پراكسيدها مي باشد. به عنوان مثال ميتوان به پراكسيد هيدروژن و پراكسيد بنزوئيل اشاره كرد. پرمنگنات ها، كلرات ها و بعضي از نيترات ها به عنوان عامل اكسيد كننده قوي، مي باشند. علاوه بر موارد ذكر شده باعث ايجاد خطر آتش سوزي نيز مي شوند و در نتيجه استفاده از دو اب بند ضروري مي باشد.
  • غلظت ماده شيميايي و درجه حرارت آن تعيين كننده ميزان حمله به كربن و الاستومر مي باشد. هر چه غلظت و يا درجه حرارت بيشتر باشد امكان حمله نيز بيشتر مي شود. بهتر است قبل از نصب آب بند مكانيكي آزمايش غوطه ور سازي را براي ارينگ سپاه و سطح كربن انجام داد. شما مي توانيد با قراردادن مخزن آزمايشي در داخل كوره يا روي صفحه گرم درجه حرارت كار را دو برابر كنيد  البته هر وقت كه اين كار عملي باشد.
  • اگر تجربه كار نداريد و آزمايش غوطه ور سازي هم عملي نشد در بيشتر موارد مي توانيد از كمراز يا كالرز استفاده كنيد. البته بهتر است اين كار را امتحان كنيد.
  • البته به ياد داشته باشيد كه هر كدام از الاستومرها حد بالا و پائين درجه حرارت دارند. اگر چه ممكن است الاستومر به صورت شيميايي با سيال آب بندي شونده سازگار باشد اما در عين حال اگر از حد درجه حرارت بگذرد باعث ايجاد مشكل مي شود.

افزايش درجه حرارت به وسيله تغيير در وزن، شكل يا در ظاهر ارينگ مشخص مي شود. معمولاً شكاف برداشتن و سخت شدن الاستومرها نشان دهنده گرماي زياد مي باشد. اگر درجه حرارت محفظه آب بند خيلي بالا باشد، ضروري است  كه محوطه آب بند را خنك كنيد. مشخص ترين راه حل، به كارگيري سيستم سرد كننده نصب شده بر روي محفظه آب بند مي باشد. به ياد داشته باشيد كه از سيستم خنك كننده يا از دو آب بند كه مانع سرد كننده يا سيال محافظتي كه در بينشان وجود دارد، استفاده كنيد در واقع با اين كار فقط يك طرف ارينگ سرد مي شود و اگر كار سرد شدن امكان پذير نباشد شما بايد از آكاردئونيهاي فلزي يا از انواع ديگر آب بندهاي غير الاستومري استفاده كنيد.

  • معمولاً حلالها، پاك كننده ها و بخار براي جريان يافتن در سيستم ها و خطوط به كار مي رود. در اين صورت از انتخاب الاستومر با اين گونه مواد مطمئن باشيد تا از نظر شيميايي و درجه حرارت سازگاري داشته باشند.
  • بيشتر مواد شيميايي ذكر شده خطرناك مي باشند. پس بهتر است از آب بند، مطابق استاندارد موسسه نفتي آمريكا (API20) يا از يك آب بند بهتر استفاده شود. در اين گونه موارد سعي كنيد از دو اب بند مكانيكي استفاده كنيد.

جدول 2-8- محدوده دمايي چند الاستومر داده شده

محدوده تغييرات دما بر حسب سلسيوس

محدوده تغييرات دما بر حسب فارنهايت

الاستومر

-25-205°

-15-400°

فلوئوكربن (وايتون)

-55-150°

-70-300°

اتيلن پروپلين

-30-230°

-20-450°

كمراز

-20-260°

-0-500°

كالرز

-45-150°

-45-300°

نئوپرن

-55-105°

-65-225°

بونا

-60-120°

-75-250°

بونا

متداولترين الاستومري كه در اين جدول به ان اشاره شده است لاستيك اتيلن پروپيلن (EPR) مي باشد. هر نوع محصول نفتي مي تواند به لاستيك اتيلن پروپلين حمله كند در نتيجه در انتخاب روان كننده براي روان كردن الاستومر دقت كافي داشته باشيد. برايهمه كارهاي عملي، گريس سيليكون به عنوان بي خطر ترين روان كننده مي باشد اما قبل از استفاده، از تطابق اين ماده مطمئن شويد. نوعي از اين ماده كه داراي درجه حرارت زياد مي باشد ( 500 ° C يا 260 ° C)  در دسترس ميباشد. اما اگر هوا يا اكسيژن در يك طرف ارينگ وجود داشته باشد نبايد از آن استفاده كرد. در واقع استفاده از لاستيك

  • اتيلن پروپيلن به وجود الاستومر ديناميكي كه در قسمت داخلي آب بند جفتي كاربرد دارد محدود مي شود.
  • كارخانه هاي هسته اي، محصولات غذايي و دارويي نوع خاصي از الاستومرها را به كار مي برند و براي محصولات معين به اطلاعات مشخصي نيز نياز دارند.
  • واژه آب به تنهايي يك محصول را توصيف نمي كند، به عنوان مثال:

آب ديونيزه شده و اب معدني حاوي يونها و مواد معدني مختلفي هستند كه از انها جدا شده اند در نتيجه به هنگام حركت آب از ميان لوله ها و فلز آلات، سعي مي كنند مواد معدني را جايگزين كنند. با اين كارها بعضي وقتها آب مي تواند به استيل ضد زنگ و بعضي از مواد سطح آب بند كه حاوي كربن هستند، حمله كند.

اگر انتخابهاي شما رضايت بخش باشند شما مي توانيد بعضي از آزمايشهاي غوطه ور سازي را انجام دهيد.

  • طرز عمل اب با هر كاربردي تغيير مي كند مواد شيميايي و افزودنيهاي مختلف مي توانند به بعضي از الاستومرها حمله كنند.
  • آمين هاي محلول مي توانند به الاستومرها حمله كنند.
  • سختي آب با موقعيتهاي جغرافيايي تغيير مي كند.
  • آب فاضلاب براي هر چيز قابل مصرف، اطلاق مي شود.
  • غلظت كلريد در آب نمك به شدت تغيير مي كند.

لاستيك اتيلن پروپلين براي كاربردهاي اب و كاربردهايي كه وابسته به آب هستند، اولين انتخاب مي باشد اما تغييراتي كه در بالا ذكر شد مي تواند باعث بروز مشكل ناگهاني ارينگ شود. اگر شما در مورد هدايت آب مطمئن نيستيد بهتر است قبل از نصب آب بند مكانيكي آزميش غوطه ور سازي  ارينگ را انجام دهيد.

2-3-1-مراحل انتخاب يك الاستومر مناسب

براي انتخاب يك الاستومرها مناسب مي توان از نكات زير سود جست.

1. در مورد ماده شيميايي به جدول انتخاب ارينگ نگاهي بيندازيد. اگر محصول شما در فهرست موجود نمي باشد و يا محصول شما تركيبي از چندين ماده شيميايي مي باشد در اين صورت به مرحله بعدي رجوع كنيد.

2. به تجربه كاري حال و گذشته خود رجوع كنيد. به الاستومرهاي به كار رفته در شيرها، اب بندهاي ديگر، فيلترها، صافي ها و غيره نگاهي بيندازيد. اگر در مورد الاستومرهاي به كار رفته در سيال تجربه اي نداريد به مرحله سوم رجوع كنيد.

3. مرحله بعدي "ازمايش" مي باشد. در صورت امكان كار را با دو الاستومركه تركيب يكساني دارند شروع كنيد و فقط يكي از آنها را در سيال فرو ببريد و به مدت يك تا دو هفته به همين صورت قرار دهيد.

سپس ارينگ را با آن الاستومري كه در سيال فرو نبرده ايد مقايسه كنيد اگر الاستومر با سيال سازگاري نداشته باشد در اين صورت باعث تغيير وزن، شكل و يا ظاهر آن مي شود و اگر نتوانستيد از اين مرحله جواب بگيريد به مرحله بعدي رجوع كنيد.

4. آخرين مرحله كمراز و كالرز هستند. اگر هيچ كدام از مواد رضايت بخش نبودند در اين صورت بايد از آب بند غير الاستومري مانند طرح آكاردئوني فلزي استفاده كنيد.

به ياد داشته باشيد به هنگام انتخاب ارينگ يا هر شكل از الاستومرهاي ديگر براي كاربرد آب بند مكانيكي، در اين صورت به استثناي حلالها، بيشتر مواد شيميايي و تركيبات شيميايي ميتوانند با اتيلن پروپيلن با نوع مرغوب وايتون به عنوان الاستومر ديناميك به صورت بهتر آب بندي شوند.

2-3-2- مقايسه ارينگ هاي ديناميك و ساكن

بيشتر آب بندهاي مكانيكي  حداقل از يك الاستومر ديناميك استفاده مي كنند كه در آن صورت كمترين مقدار تورم با حمله شيميايي غيرقابل قبول مي باشد.

بيشتر طرحهاي آب بندهاي مكانيكي تركيبي از الاستومرهاي ديناميك و ساكن مي باشد در مورد اين دسته از ارينگ ها به نكات زير توجه كنيد.

  • ارينگهاي ديناميكي مي توانند با حركت شفت خم شوند و بغلتند. اين مساله بدان معنياست كه كمترين فشار شفت يا توقف آرام شفت براي جلوگيري معلق ماندن مهم مي باشد ارينگهاي ديناميكي بايد ازاد باشند تا بتوانند خم شوند و بغلتند تا در مورد سايش سطح آب بندهاي مكانيكي تعادل برقرار كنند.
  • ارينگهاي ساكن نمي توانند حركت كنند اما اين نوع ارينگها بهتر از ارينگهاي ديناميك هستند چون كه كوچكترين مقدار تورم را مي توانند تحمل كنند تا عمل آب بندي به صورت بهتر انجام گيرد.

2-3-3- مزاياي استفاده از الاستومر به شكل ارينگ

اشكال مختلفي از الاستومرها در دسترس شما وجود دارد. شركتهاي خصوصي توليد اب بنداز قطعات فلزي، رينگهاي V شكل، جامهاي U شكل و رينگهاي چهار گوش استفاده مي كنند در حالي كه استفاده از ارينگها بر ساير اشكال الاستومر در طرح آب بندهاي مكانيكي مزيت دارد  به عنوان مثال:

  • ارينگها مي توانند فشار و خلاء را آب بندي كنند.
  • ارينگهامي توانند قبل از غلتيدن،از 003/0 تا 005/0 اينچ  00/13mm) تا  (0/08 خم شوند، سپس مي توانند تا نصف ضخامتشان بغلتند در نتيجه كار را براي سطوح اب بند در هنگام شروع به كار يا پايان كار آن آسانتر مي كنند.
  • ارينگها به دليل دارا بودن خاصيت خمشي و غلتيدن مي توانند سائيدگي شفت را به صورت قابل ملاحظه اي كاهش دهند.
  • ارينگها در بسياري از انواع تركيبات قابل دسترس ميباشند.
  • بسياري از تركيبات ارينگ در درجات متنوعي از سختي قابل دسترس مي باشند. تيمي از آب بندهاي مكانيكي از سختي 75 تا 80 (در مقياس shore A scale ) استفاده مي كنند. اما درجات سختي بالا براي كاربردهاي فشار بالا قابل دسترس مي باشد همچنان كه در آب بندي خطوط لوله مي بينيم.
  • ارينگها قطعات لاستيكي دقيقي براي خريدن هستند چون ارينگها به دقت 003/0   اينچ (0/08 mm) ساخته مي شوند.
  • در همه جا شما مي توانيد ارينگها را خريداري كنيد چون توزيع كننده هاي زيادي وجود دارد.
  • برخلاف اشكال ديگر بيشتر طراحان فقط بر روي سطح مقطع هاي كم ارينگ متمركز شده اند و قطعات يدكي را مي سازند.
  • قيمت ارينگها در مقايسه با اشكال ديگر رينگها كم مي باشد.
  • چون ارينگها به خودي خود مي توانند انرژي توليد كنند در نتيجه نيازي به بار فنري بر روي شفت يا سطح اب بند، ندارند. اين بدين معني است كه فنر يا فنرهاي آب بند، فقط براي بار سطح مي توانند طراحي شوند.
  • نمي توان ارينگها را به صورت پشت سر هم قرار داد.

2-3-4- ارينگ هاي خاص

در سالهاي اخير صنعت الاستومر، تركيبات مختلف و جديدي را معرفي كرده كه خيلي نزديك بهلاستيك معمولي ميباشد، چندين نوع از اين تركيبات وجود دارد كه توضيح برخي از آنها در زير آمده است:

2-3-4-1- كالرز

اين تركيب، محصول شركت Dupont بوده، كه الاستومر واقعي نمي باشد در نتيجه با توجه به تركيبي كه انتخاب مي كنيد، مقداري فشردگي را بايستي تحمل كنيد. در مورد تركيبات موجود شما انتخابهاي كمي خواهيد داشت كه عبارتند از:

  • تركيب 4079

اين تركيب، يك تركيب كم تراكم مي باشد (داراي تراكم تقريباً 25% در (205°C)400°F مي باشد) اين نوع تركيب تا درجه حرارت 316°C)600°F) كاربر دارد و براي آب گرم يا كاربردهاي بخار توصيه نمي شود. همچنين اين تركيبات در تماس با آمينهاي چربي گرمو اكسيد اتيلن و پروپيلن استفاده نمي شود.

  • تركيب 1050

اين تركيب كمي از تركيب 4079 سخت تر مي باشد. تا در درجه حرارت 260°C)500°Fدر محيطهايغيراكسيدي كاربرد دارد و براي آب خالص يا بخار در درجه حرارتهاي بالا توصيه نمي شود.

  • تركيب 2035

اين تركيبتا درجه حرارت 218°C)425°F) كاربر دارد وبراي كاربرد در محيط هاي اكسيد اتيلن و اكسيد پروپيلن توصيه مي شود. همچنين اين تركيب در اسيدهايآليو غير آلي اترها، كتونها و آلدئيدها كمتر متورم مي شود.

  • تركيب 1018

اين تركيب، تا  درجه حرارت 288°C)550°F) كاربرد دارد.اين تركيب نسبت به تركيبات ديگر البته به استثناي تركيب 3018 در برابر اب گرم مقاومت بهتري دارد. اين تركيب براي اسيدهاي آلي و غير آلي در درجه حرارت بالا،يا براي كاربردهاي گردشي درجه حرارت سريع، توصيه نمي شود.

  • تركيب 3018

اين تركيب، تا درجه حرارت 315°C)600°F) كاربرد دارد. اين تركيب در برابر اب گرم يا بخار گرم و فشار بالا مقاومت بهتري دارد. اين تركيب براي كاربرد در آب بند مكانيكي در درجه حرارت زير 205°C)400°F )، خيلي سخت مي باشد.

2-3-4-2- كمراز

اين تركيب شبيه كالرز مي باشد و تا درجه حرارت 205°C)400°F) كاربرد دارد و قابل استفاده در ارينگهاي سياه و سفيد مي باشد.

  • فلوراز

اين تركيب محصول ديگري از Greene Tweed & Company مي باشد اين تركيب نيز تا درجه حرارت 205°C)400°F) كاربرد دارد. تجربه كاري نشان مي دهد كه ان تركيب در عمل خيلي شبيه بهتركيب افلاس مي باشد.

  • افلاس

اين تركيب توسط 3M company توزيع مي شود و تا درجه حرارت 205°C)400°F) كاربرد دارد.

 

2-3-5- تفاوت الاستومر با پلاستيك

با توجه به آن چيزي كه به عنوان الاستومر واقعي گروه بندي شده در اين صورت شما بايد قادر باشيد ارينگ را متراكم كنيد و قبل از اينكه نيروي تراكم از بين برود بايد دركمتر  از پنج ثانيه ارينگ را به 90% شكل اوليه خود برگردانيد. در واقع اين همان خاصيت الاستومري است كه اين ويژگي را به تركيب  مي دهد و الاستومر را از نياز به بار فنر شفت اب بند يا غلاف كاهش مي دهد. اگر در پنج ثانيه يا كمتر از آن تركيب به 90% از شكل اوليه خود بر نگردد به اين نوع ماده پلاستيك گفته مي شود كه در طرح اب بند مكانيكي به عنوان اب بند ديناميك غير قابل قبول خواهد بود.

بسياري از تركيبات سوپر پلاستيك هستند، در نتيجه در تركيب اب بند باعث بروز بعضي از مشكلات اب بندي مي شوند. شما بايد از تجربه خود استفاده كنيد تا بتوانيد طرح آب بند مناسبي را انتخاب كنيد كه با اين مواد بتواند كاركرد داشته باشد.

بعضي از توزيع كنندگان اين نوع تركيبات استفاده از آب بندهاي مكانيكي با ارينگهاي ديناميكي كه داراي بار  فنر هستند را توصيه مي كنند. البته بار فنري كردن، باعث مي شود تا در زير ارينگ مشكل سائيدگي به وجود آيد و سائيدگي شفت، باعث افزايش نقص اب بند مي شود.اگر در مورد يكي از تركيبات موجود براي كاربردهاي داده شده سوالي داشتيد، مي توايند تركيب را به وسيله شاور كردن ارينگ در سيال به مدت ده روز تا دو هفته امتحان كنيد. اگر سيال به تركيب حمله كرد، در اين صورت باعث تغيير وزن، شكل و ظاهر تركيب مي شود.