MATÉRIEL

Garnitures mécaniquesjouent un rôle très important en évitant les fuites pour de nombreuses industries différentes.Dans l'industrie maritime, il y agarnitures mécaniques de pompe, garnitures mécaniques d'arbre tournant.Et dans l'industrie pétrolière et gazière, il y agarnitures mécaniques à cartouche,garnitures mécaniques fendues ou garnitures mécaniques à gaz sec.Dans l’industrie automobile, il existe des garnitures mécaniques à eau.Et dans l’industrie chimique, il existe des garnitures mécaniques de mélangeur (garnitures mécaniques d’agitateur) et des garnitures mécaniques de compresseur.

En fonction des différentes conditions d'utilisation, cela nécessite une solution d'étanchéité mécanique avec un matériau différent.Il existe de nombreux types de matériaux utilisés dansgarnitures mécaniques tels que les garnitures mécaniques en céramique, les garnitures mécaniques en carbone, les garnitures mécaniques en carbure de silicone,Garnitures mécaniques SSIC etGarnitures mécaniques TC. 

bague mécanique en céramique

Garnitures mécaniques en céramique

Les garnitures mécaniques en céramique sont des composants essentiels dans diverses applications industrielles, conçues pour empêcher les fuites de fluides entre deux surfaces, telles qu'un arbre rotatif et un boîtier fixe.Ces joints sont très appréciés pour leur résistance exceptionnelle à l’usure, à la corrosion et leur capacité à résister à des températures extrêmes.

Le rôle principal des garnitures mécaniques en céramique est de maintenir l’intégrité de l’équipement en empêchant la perte de fluide ou la contamination.Ils sont utilisés dans de nombreuses industries, notamment le pétrole et le gaz, la transformation chimique, le traitement de l’eau, les produits pharmaceutiques et la transformation alimentaire.L'utilisation répandue de ces joints peut être attribuée à leur construction durable ;ils sont fabriqués à partir de matériaux céramiques avancés qui offrent des caractéristiques de performance supérieures à celles des autres matériaux de joint.

Les garnitures mécaniques en céramique comprennent deux composants principaux : l'un est une face fixe mécanique (généralement en matériau céramique) et l'autre est une face rotative mécanique (généralement construite à partir de graphite de carbone).L'action d'étanchéité se produit lorsque les deux faces sont pressées l'une contre l'autre à l'aide d'une force de ressort, créant ainsi une barrière efficace contre les fuites de fluide.Au fur et à mesure du fonctionnement de l'équipement, le film lubrifiant entre les faces d'étanchéité réduit la friction et l'usure tout en maintenant une étanchéité parfaite.

Un facteur crucial qui distingue les garnitures mécaniques en céramique des autres types est leur exceptionnelle résistance à l’usure.Les matériaux céramiques possèdent d’excellentes propriétés de dureté qui leur permettent de supporter des conditions abrasives sans dommages importants.Il en résulte des joints plus durables qui nécessitent un remplacement ou un entretien moins fréquents que ceux fabriqués à partir de matériaux plus souples.

En plus de leur résistance à l’usure, les céramiques présentent également une stabilité thermique exceptionnelle.Ils peuvent résister à des températures élevées sans subir de dégradation ni perdre leur efficacité d’étanchéité.Cela les rend adaptés à une utilisation dans des applications à haute température où d'autres matériaux de joint pourraient tomber en panne prématurément.

Enfin, les garnitures mécaniques en céramique offrent une excellente compatibilité chimique, avec une résistance à diverses substances corrosives.Cela en fait un choix attrayant pour les industries qui traitent régulièrement des produits chimiques agressifs et des fluides agressifs.

Les garnitures mécaniques en céramique sont essentiellesjoints de composantsconçu pour empêcher les fuites de fluides dans les équipements industriels.Leurs propriétés uniques, telles que la résistance à l'usure, la stabilité thermique et la compatibilité chimique, en font un choix privilégié pour diverses applications dans plusieurs secteurs.

propriété physique de la céramique

Paramètre technique

unité

95 %

99%

99,50%

Densité

g/cm3

3.7

3,88

3.9

Dureté

HRA

85

88

90

Taux de porosité

%

0,4

0,2

0,15

Résistance à la fracturation

MPa

250

310

350

Coefficient de dilatation thermique

10(-6)/K

5.5

5.3

5.2

Conductivité thermique

W/MK

27,8

26,7

26

 

anneau mécanique en carbone

Garnitures mécaniques en carbone

Le joint mécanique en carbone a une longue histoire.Le graphite est une isoforme de l'élément carbone.En 1971, les États-Unis ont étudié le matériau d'étanchéité mécanique en graphite flexible, qui a permis de résoudre les fuites des vannes à énergie atomique.Après un traitement en profondeur, le graphite flexible devient un excellent matériau d'étanchéité, qui est transformé en diverses garnitures mécaniques en carbone avec pour effet de sceller les composants.Ces joints mécaniques en carbone sont utilisés dans les industries chimiques, pétrolières et électriques, telles que les joints fluides à haute température.
Étant donné que le graphite flexible est formé par l'expansion du graphite expansé après une température élevée, la quantité d'agent intercalant restant dans le graphite flexible est très faible, mais pas complètement, de sorte que l'existence et la composition de l'agent intercalant ont une grande influence sur la qualité. et les performances du produit.

Sélection du matériau de la face du joint en carbone

L'inventeur original a utilisé de l'acide sulfurique concentré comme oxydant et agent intercalant.Cependant, après avoir été appliquée sur le joint d'un composant métallique, une petite quantité de soufre restant dans le graphite flexible s'est avérée corroder le métal de contact après une utilisation à long terme.Compte tenu de ce point, certains chercheurs nationaux ont tenté de l'améliorer, comme Song Kemin qui a choisi l'acide acétique et l'acide organique au lieu de l'acide sulfurique.acide, lent en acide nitrique, et abaisser la température à température ambiante, fabriqué à partir d'un mélange d'acide nitrique et d'acide acétique.En utilisant le mélange d'acide nitrique et d'acide acétique comme agent d'insertion, le graphite expansé sans soufre a été préparé avec du permanganate de potassium comme oxydant, et de l'acide acétique a été lentement ajouté à l'acide nitrique.La température est ramenée à température ambiante et le mélange d'acide nitrique et d'acide acétique est réalisé.Ensuite, le graphite naturel en flocons et le permanganate de potassium sont ajoutés à ce mélange.Sous agitation constante, la température est de 30 °C. Après 40 minutes de réaction, l'eau est lavée jusqu'à neutre et séchée à 50 ~ 60 °C, et le graphite expansé est fabriqué après expansion à haute température.Ce procédé n'obtient aucune vulcanisation à condition que le produit puisse atteindre un certain volume d'expansion, de manière à obtenir une nature relativement stable du matériau d'étanchéité.

Taper

M106H

M120H

M106K

M120K

M106F

M120F

M106D

M120D

M254D

Marque

Imprégné
Résine époxy (B1)

Imprégné
Résine furannique (B1)

Phénol imprégné
Résine aldéhyde (B2)

Carbone d'antimoine (A)

Densité
(g/cm³)

1,75

1.7

1,75

1.7

1,75

1.7

2.3

2.3

2.3

Résistance fracturale
(MPa)

65

60

67

62

60

55

65

60

55

Résistance à la compression
(MPa)

200

180

200

180

200

180

220

220

210

Dureté

85

80

90

85

85

80

90

90

65

Porosité

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1,5 <1,5 <1,5

Températures
(℃)

250

250

250

250

250

250

400

400

450

 

anneau mécanique sic

Garnitures mécaniques en carbure de silicium

Le carbure de silicium (SiC) est également connu sous le nom de carborundum, qui est composé de sable de quartz, de coke de pétrole (ou coke de charbon), de copeaux de bois (qui doivent être ajoutés lors de la production de carbure de silicium vert), etc.Le carbure de silicium contient également un minéral rare dans la nature, le mûrier.Dans les matières premières réfractaires contemporaines de haute technologie C, N, B et autres non oxydes, le carbure de silicium est l'un des matériaux les plus largement utilisés et les plus économiques, qui peut être appelé sable d'acier doré ou sable réfractaire.À l'heure actuelle, la production industrielle chinoise de carbure de silicium est divisée en carbure de silicium noir et carbure de silicium vert, tous deux étant des cristaux hexagonaux avec une proportion de 3,20 à 3,25 et une microdureté de 2 840 à 3 320 kg/m².

Les produits en carbure de silicium sont classés en plusieurs types selon les différents environnements d'application.Il est généralement utilisé de manière plus mécanique.Par exemple, le carbure de silicium est un matériau idéal pour la garniture mécanique en carbure de silicium en raison de sa bonne résistance à la corrosion chimique, de sa haute résistance, de sa dureté élevée, de sa bonne résistance à l'usure, de son faible coefficient de frottement et de sa résistance aux températures élevées.

Les anneaux SIC Seal peuvent être divisés en anneau statique, anneau mobile, anneau plat, etc.Le silicium SiC peut être transformé en divers produits en carbure, tels que l'anneau rotatif en carbure de silicium, le siège fixe en carbure de silicium, la douille en carbure de silicium, etc., selon les exigences particulières des clients.Il peut également être utilisé en combinaison avec un matériau graphite, et son coefficient de frottement est inférieur à celui de la céramique d'alumine et de l'alliage dur, il peut donc être utilisé avec une valeur PV élevée, en particulier dans des conditions d'acide fort et d'alcali fort.

La friction réduite du SIC est l'un des principaux avantages de son utilisation dans les garnitures mécaniques.Le SIC peut donc mieux résister à l’usure que les autres matériaux, prolongeant ainsi la durée de vie du joint.De plus, la friction réduite du SIC diminue le besoin de lubrification.Le manque de lubrification réduit le risque de contamination et de corrosion, améliorant ainsi l'efficacité et la fiabilité.

Le SIC présente également une grande résistance à l’usure.Cela indique qu’il peut supporter une utilisation continue sans se détériorer ni se casser.Cela en fait le matériau idéal pour les utilisations qui exigent un haut niveau de fiabilité et de durabilité.

Il peut également être rodé et poli afin qu'un joint puisse être remis à neuf plusieurs fois au cours de sa durée de vie.Il est généralement utilisé de manière plus mécanique, comme dans les garnitures mécaniques, pour sa bonne résistance à la corrosion chimique, sa haute résistance, sa dureté élevée, sa bonne résistance à l'usure, son faible coefficient de frottement et sa résistance aux températures élevées.

Lorsqu'il est utilisé pour les faces de garnitures mécaniques, le carbure de silicium améliore les performances, augmente la durée de vie des joints, réduit les coûts de maintenance et réduit les coûts de fonctionnement des équipements rotatifs tels que les turbines, les compresseurs et les pompes centrifuges.Le carbure de silicium peut avoir des propriétés différentes selon la manière dont il a été fabriqué.Le carbure de silicium lié par réaction est formé en liant des particules de carbure de silicium les unes aux autres dans un processus de réaction.

Ce processus n’affecte pas de manière significative la plupart des propriétés physiques et thermiques du matériau, mais il limite la résistance chimique du matériau.Les produits chimiques qui posent problème le plus souvent sont les produits caustiques (et autres produits chimiques à pH élevé) et les acides forts. Par conséquent, le carbure de silicium lié par réaction ne doit pas être utilisé dans ces applications.

Fritté par réaction infiltrécarbure de silicium.Dans un tel matériau, les pores du matériau SIC d'origine sont remplis lors du processus d'infiltration par combustion du silicium métallique, ainsi du SiC secondaire apparaît et le matériau acquiert des propriétés mécaniques exceptionnelles, devenant résistant à l'usure.En raison de son retrait minimal, il peut être utilisé dans la production de pièces grandes et complexes avec des tolérances étroites.Cependant, la teneur en silicium limite la température maximale de fonctionnement à 1 350 °C et la résistance chimique est également limitée à environ pH 10. Le matériau n'est pas recommandé pour une utilisation dans des environnements alcalins agressifs.

FrittéLe carbure de silicium est obtenu par frittage d'un granulat SIC très fin précomprimé à une température de 2000 °C pour former des liaisons solides entre les grains du matériau.
Tout d’abord, le réseau s’épaissit, puis la porosité diminue, et enfin les liaisons entre les grains frittent.Au cours d'un tel traitement, le produit subit un rétrécissement important – d'environ 20 %.
Bague d'étanchéité SSIC est résistant à tous les produits chimiques.Comme aucun silicium métallique n'est présent dans sa structure, il peut être utilisé à des températures allant jusqu'à 1 600 °C sans affecter sa résistance.

propriétés

R-SiC

S-SiC

Porosité (%)

≤0,3

≤0,2

Densité (g/cm3)

3.05

3.1~3.15

Dureté

110 ~ 125 (HS)

2800 (kg/mm2)

Module élastique (Gpa)

≥400

≥410

Contenu SiC (%)

≥85%

≥99 %

Contenu Si (%)

≤15%

0,10%

Résistance à la flexion (Mpa)

≥350

450

Résistance à la compression (kg/mm2)

≥2200

3900

Coefficient de dilatation thermique (1/℃)

4,5×10-6

4,3 × 10-6

Résistance à la chaleur (dans l'atmosphère) (℃)

1300

1600

 

Bague mécanique TC

Garniture mécanique TC

Les matériaux TC présentent des caractéristiques de dureté, de résistance, de résistance à l'abrasion et de résistance à la corrosion élevées.Elle est connue sous le nom de « dent industrielle ».En raison de ses performances supérieures, il a été largement utilisé dans l’industrie militaire, l’aérospatiale, le traitement mécanique, la métallurgie, le forage pétrolier, la communication électronique, l’architecture et d’autres domaines.Par exemple, dans les pompes, les compresseurs et les agitateurs, des anneaux en carbure de tungstène sont utilisés comme garnitures mécaniques.Une bonne résistance à l'abrasion et une dureté élevée le rendent adapté à la fabrication de pièces résistantes à l'usure à haute température, friction et corrosion.

Selon sa composition chimique et ses caractéristiques d'utilisation, le TC peut être divisé en quatre catégories : tungstène-cobalt (YG), tungstène-titane (YT), tungstène-titane et tantale (YW) et carbure de titane (YN).

L'alliage dur de tungstène-cobalt (YG) est composé de WC et Co. Il convient au traitement de matériaux fragiles tels que la fonte, les métaux non ferreux et les matériaux non métalliques.

Le Stellite (YT) est composé de WC, TiC et Co. Grâce à l'ajout de TiC à l'alliage, sa résistance à l'usure est améliorée, mais la résistance à la flexion, les performances de meulage et la conductivité thermique ont diminué.En raison de sa fragilité à basse température, il ne convient que pour la coupe à grande vitesse de matériaux généraux et non pour le traitement de matériaux fragiles.

Du tungstène, du titane, du tantale (niobium) et du cobalt (YW) sont ajoutés à l'alliage pour augmenter la dureté, la résistance et la résistance à l'abrasion à haute température grâce à une quantité appropriée de carbure de tantale ou de carbure de niobium.Dans le même temps, la ténacité est également améliorée avec de meilleures performances de coupe globales.Il est principalement utilisé pour les matériaux de coupe durs et la coupe intermittente.

La classe de base en titane carbonisé (YN) est un alliage dur avec la phase dure de TiC, de nickel et de molybdène.Ses avantages sont une dureté élevée, une capacité anti-adhérence, une capacité anti-usure en croissant et une capacité anti-oxydation.À une température supérieure à 1000 degrés, il peut encore être usiné.Il s'applique à la finition continue des aciers alliés et des aciers de trempe.

modèle

teneur en nickel (% en poids)

densité (g/cm²)

dureté (HRA)

résistance à la flexion (≥N/mm²)

YN6

5.7-6.2

14,5-14,9

88,5-91,0

1800

YN8

7.7-8.2

14,4-14,8

87,5-90,0

2000

modèle

teneur en cobalt (% en poids)

densité (g/cm²)

dureté (HRA)

résistance à la flexion (≥N/mm²)

YG6

5.8-6.2

14,6-15,0

89,5-91,0

1800

YG8

7.8-8.2

14,5-14,9

88,0-90,5

1980

RG12

11.7-12.2

13,9-14,5

87,5-89,5

2400

RG15

14,6-15,2

13.9-14.2

87,5-89,0

2480

RG20

19,6-20,2

13.4-13.7

85,5-88,0

2650

YG25

24,5-25,2

12.9-13.2

84,5-87,5

2850