Materialele de etanșare joacă un rol important în supapele cu bilă criogenice, care pot preveni scurgerea mediului și pot asigura funcționarea în siguranță a supapei. Performanța lor afectează în mod direct fiabilitatea etanșării, durata de viață și stabilitatea de funcționare a supapei în mediu cu temperatură ultra-joasă. Principalele lor funcții și principii de selecție sunt evidențiate mai jos:
I. Funcțiile cheie ale materialelor de etanșare
Etanșare criogenică: La temperaturi de -196 de grade (de exemplu, azot lichid) sau mai mici, materialul de etanșare trebuie să rămână elastic și flexibil pentru a preveni scurgerile din cauza creșterii golurilor suprafeței de etanșare din cauza întăririi sau contracției materialului. Cauciucul obișnuit, de exemplu, poate deveni casant la temperaturi scăzute, în timp ce materialele de etanșare criogenice specializate (de exemplu, PTFE modificat (PTFE)) pot încă menține presiunea de etanșare.
Medii Rezistență la coroziune: Mediile criogenice (de exemplu, gaz natural lichefiat, oxigen lichid) pot fi foarte corozive sau reactive chimic. Materialele de etanșare trebuie să fie stabile din punct de vedere chimic pentru a preveni reacția cu mediul care cauzează defectarea etanșării. De exemplu, în aplicațiile cu oxigen lichid, materialele care conțin uleiuri sau substanțe ușor oxidabile ar trebui evitate pentru a preveni riscurile de ardere.
Rezistență la abraziune și coroziune: în timpul deschiderii și închiderii supapei, frecarea dintre sferă și capacul de etanșare poate duce la uzură, în special la presiune diferențială de înaltă presiune, eroziunea mediului poate accelera deteriorarea suprafeței de etanșare. Materialele de etanșare trebuie să aibă duritate mare și auto-lubrificare pentru a reduce uzura și a prelungi durata de viață.
Expansiunea termică și compensarea contracției: La temperaturi scăzute, metalul corpului supapei se micșorează mai mult decât materialul de etanșare, ceea ce poate duce la distribuția neuniformă a presiunii pe suprafața de etanșare. Materialul de etanșare trebuie să compenseze această diferență de contracție prin deformare elastică pentru a menține presiunea de contact a etanșării.
Rezistență la aderență: După o perioadă lungă de inactivitate, suprafața de etanșare poate fi dificil de deschis și închis din cauza cristalizării sau aderenței mediului. Materialul de etanșare trebuie să aibă o energie de suprafață scăzută pentru a preveni aderența mediului și pentru a asigura funcționarea flexibilă a supapei.
II. Principii de selecție a etanșanților
1. Adaptabilitate la temperatură
Limită criogenică: Selectați materialul în funcție de temperatura minimă de funcționare pentru a vă asigura că temperatura de tranziție sticloasă (Tg) este sub temperatura de lucru.
De exemplu: PTFE (PTFE): temperatura aplicabilă scade la -200 de grade, dar sunt necesare îmbunătățiri pentru a îmbunătăți rezistența la abraziune.
PI (poliimidă): Potrivit pentru -269 de grade (aproape de zero absolut), dar costisitor.
Grafit flexibil: Aplicabil pentru temperaturi ridicate de -200 de grade, dar trebuie să evite contactul cu medii puternic oxidante.
2. Compatibilitate media
Proprietăți chimice: Materialele rezistente la coroziune sunt selectate în funcție de tipul de mediu (de exemplu, hidrocarburi, oxigen lichid, azot lichid). De exemplu, utilizarea materialelor pe bază de grăsime-în aplicații cu oxigen lichid este interzisă; Se preferă etanșările PTFE sau metalice (de exemplu oțel inoxidabil + grafit flexibil).
Pentru mediile sub formă de particule, sunt necesare materiale rezistente la abraziune (de exemplu, PTFE armat cu carbură de siliciu).
3.Proprietăți mecanice
Rata de revenire la compresie: materialul trebuie deformat rapid după compresie pentru a compensa relaxarea în timpul utilizării pe termen lung. Grafitul flexibil, de exemplu, are o revenire la compresie de peste 40%.
Rigiditate și rezistență: aplicațiile cu presiune înaltă-necesită materiale cu dur-înaltă (de exemplu, carbură cimentată), dar flexibilitatea trebuie echilibrată pentru a evita fragilitatea.
4.Potrivirea tipului de etanșare
Etanșare moale: potrivit pentru presiune joasă, medii curate, performanță bună de etanșare, dar rezistență slabă la abraziune
Etanșare dură: potrivită pentru medii cu particule de înaltă presiune; etanșarea se realizează prin contactul cu metalul
Etanșare combinată: Combină avantajele etanșărilor moi și dure, cum ar fi un inel PTFE încorporat în scaunul metalic al supapei pentru a echilibra rezistența la abraziune și performanța de etanșare.
