Memilih bahan untuk segel Anda sangatlah penting karena akan berperan dalam menentukan kualitas, masa pakai dan kinerja suatu aplikasi, serta mengurangi masalah di masa depan.Di sini, kita melihat bagaimana lingkungan akan mempengaruhi pemilihan material segel, serta beberapa material yang paling umum dan aplikasi mana yang paling cocok untuk material tersebut.
Faktor lingkungan
Lingkungan tempat segel akan terpapar sangat penting ketika memilih desain dan material.Ada sejumlah sifat utama yang dibutuhkan bahan segel untuk semua lingkungan, termasuk menciptakan permukaan segel yang stabil, mampu menghantarkan panas, tahan bahan kimia, dan ketahanan aus yang baik.
Di beberapa lingkungan, properti ini harus lebih kuat dibandingkan di lingkungan lain.Sifat material lain yang harus diperhitungkan ketika mempertimbangkan lingkungan meliputi kekerasan, kekakuan, muai panas, keausan, dan ketahanan terhadap bahan kimia.Mengingat hal ini akan membantu Anda menemukan bahan yang ideal untuk segel Anda.
Lingkungan juga dapat menentukan apakah biaya atau kualitas segel dapat diprioritaskan.Untuk lingkungan yang abrasif dan keras, seal mungkin lebih mahal karena bahannya harus cukup kuat untuk menahan kondisi tersebut.
Untuk lingkungan seperti itu, mengeluarkan uang untuk membeli segel berkualitas tinggi akan membuahkan hasil seiring berjalannya waktu karena hal ini akan membantu mencegah penutupan, perbaikan, dan perbaikan atau penggantian segel yang mahal yang akan dihasilkan oleh segel berkualitas rendah. Namun, dalam aplikasi pemompaan dengan cairan yang sangat bersih dan memiliki sifat pelumas, segel yang lebih murah dapat dibeli demi bantalan berkualitas lebih tinggi.
Bahan segel umum
Karbon
Karbon yang digunakan pada permukaan segel adalah campuran karbon amorf dan grafit, dengan persentase masing-masing menentukan sifat fisik pada kadar akhir karbon.Ini adalah bahan inert dan stabil yang dapat melumasi sendiri.
Ini banyak digunakan sebagai salah satu dari sepasang permukaan ujung pada segel mekanis, dan juga merupakan bahan yang populer untuk segel melingkar tersegmentasi dan cincin piston di bawah pelumasan kering atau dalam jumlah kecil.Campuran karbon/grafit ini juga dapat diresapi dengan bahan lain untuk memberikan karakteristik berbeda seperti pengurangan porositas, peningkatan kinerja keausan, atau peningkatan kekuatan.
Segel karbon yang diresapi resin termoset adalah yang paling umum untuk segel mekanis, dengan sebagian besar karbon yang diresapi resin mampu beroperasi dalam berbagai bahan kimia mulai dari basa kuat hingga asam kuat.Mereka juga memiliki sifat gesekan yang baik dan modulus yang memadai untuk membantu mengendalikan distorsi tekanan.Bahan ini cocok untuk tugas umum hingga 260°C (500°F) dalam air, cairan pendingin, bahan bakar, minyak, larutan kimia ringan, serta aplikasi makanan dan obat-obatan.
Segel karbon yang diresapi antimon juga telah terbukti berhasil karena kekuatan dan modulus antimon, sehingga cocok untuk aplikasi tekanan tinggi ketika diperlukan bahan yang lebih kuat dan kaku.Seal ini juga lebih tahan terhadap lepuh pada aplikasi dengan cairan dengan viskositas tinggi atau hidrokarbon ringan, menjadikannya kelas standar untuk banyak aplikasi kilang.
Karbon juga dapat diresapi dengan pembentuk film seperti fluorida untuk aplikasi pengoperasian kering, kriogenik dan vakum, atau penghambat oksidasi seperti fosfat untuk aplikasi suhu tinggi, kecepatan tinggi, dan turbin hingga 800 kaki/detik dan sekitar 537°C (1.000°F).
Keramik
Keramik adalah bahan anorganik non-logam yang terbuat dari senyawa alami atau sintetis, paling umum alumina oksida atau alumina.Ia memiliki titik leleh yang tinggi, kekerasan yang tinggi, ketahanan aus yang tinggi dan ketahanan oksidasi, sehingga banyak digunakan dalam industri seperti permesinan, bahan kimia, minyak bumi, farmasi dan otomotif.
Ia juga memiliki sifat dielektrik yang sangat baik dan biasa digunakan untuk isolator listrik, komponen tahan aus, media penggilingan, dan komponen suhu tinggi.Dalam kemurnian tinggi, alumina memiliki ketahanan kimia yang sangat baik terhadap sebagian besar cairan proses selain beberapa asam kuat, sehingga alumina digunakan dalam banyak aplikasi segel mekanis.Namun, alumina dapat mudah patah akibat guncangan termal, sehingga membatasi penggunaannya dalam beberapa aplikasi yang dapat menimbulkan masalah.
Silikon karbida dibuat dengan menggabungkan silika dan kokas.Secara kimiawi mirip dengan keramik, namun memiliki kualitas pelumasan yang lebih baik dan lebih keras, menjadikannya solusi tahan pakai yang baik untuk lingkungan yang keras.
Itu juga dapat dilapis ulang dan dipoles sehingga segel dapat diperbarui beberapa kali sepanjang masa pakainya.Umumnya digunakan lebih mekanis, seperti pada segel mekanis karena ketahanan korosi kimianya yang baik, kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, ketahanan aus yang baik, koefisien gesekan kecil, dan ketahanan suhu tinggi.
Ketika digunakan untuk permukaan segel mekanis, silikon karbida menghasilkan peningkatan kinerja, peningkatan umur segel, biaya perawatan yang lebih rendah, dan biaya operasional yang lebih rendah untuk peralatan berputar seperti turbin, kompresor, dan pompa sentrifugal.Silikon karbida dapat memiliki sifat yang berbeda tergantung pada cara pembuatannya.Silikon karbida terikat reaksi dibentuk dengan mengikat partikel silikon karbida satu sama lain dalam proses reaksi.
Proses ini tidak secara signifikan mempengaruhi sebagian besar sifat fisik dan termal material, namun membatasi ketahanan kimia material.Bahan kimia paling umum yang menjadi masalah adalah kaustik (dan bahan kimia dengan pH tinggi lainnya) dan asam kuat, oleh karena itu silikon karbida yang terikat reaksi tidak boleh digunakan dalam aplikasi ini.
Silikon karbida yang disinter sendiri dibuat dengan menyinter partikel silikon karbida secara langsung menggunakan alat bantu sintering non-oksida dalam lingkungan inert pada suhu di atas 2.000°C.Karena kurangnya bahan sekunder (seperti silikon), bahan sinter langsung secara kimia tahan terhadap hampir semua kondisi cairan dan proses yang mungkin terlihat pada pompa sentrifugal.
Tungsten karbida adalah bahan yang sangat serbaguna seperti silikon karbida, tetapi lebih cocok untuk aplikasi tekanan tinggi karena memiliki elastisitas lebih tinggi yang memungkinkannya sedikit melentur dan mencegah distorsi permukaan.Seperti silikon karbida, ia dapat disusun kembali dan dipoles.
Tungsten karbida paling sering dibuat sebagai karbida yang disemen sehingga tidak ada upaya untuk mengikat tungsten karbida dengan dirinya sendiri.Logam sekunder ditambahkan untuk mengikat atau menyatukan partikel tungsten karbida, menghasilkan bahan yang memiliki sifat gabungan dari tungsten karbida dan pengikat logam.
Hal ini telah dimanfaatkan untuk mendapatkan keuntungan dengan memberikan ketangguhan dan kekuatan benturan yang lebih besar dibandingkan dengan tungsten karbida saja.Salah satu kelemahan dari semen tungsten karbida adalah kepadatannya yang tinggi.Di masa lalu, tungsten karbida terikat kobalt digunakan, namun secara bertahap digantikan oleh tungsten karbida terikat nikel karena tidak memiliki kompatibilitas kimia yang diperlukan untuk industri.
Tungsten karbida terikat nikel banyak digunakan untuk permukaan segel yang menginginkan sifat kekuatan dan ketangguhan tinggi, dan memiliki kompatibilitas kimia yang baik yang umumnya dibatasi oleh nikel bebas.
GFPTFE
GFPTFE memiliki ketahanan kimia yang baik, dan kaca tambahan mengurangi gesekan pada permukaan penyegelan.Ini ideal untuk aplikasi yang relatif bersih dan lebih murah dibandingkan bahan lainnya.Terdapat sub-varian yang tersedia untuk menyesuaikan segel dengan persyaratan dan lingkungan, sehingga meningkatkan kinerjanya secara keseluruhan.
Buna
Buna (juga dikenal sebagai karet nitril) adalah elastomer yang hemat biaya untuk cincin-O, sealant, dan produk cetakan.Ia terkenal dengan kinerja mekanisnya dan berkinerja baik dalam aplikasi berbasis minyak, petrokimia, dan kimia.Ini juga banyak digunakan untuk minyak mentah, air, berbagai alkohol, minyak silikon dan aplikasi cairan hidrolik karena tidak fleksibel.
Karena Buna adalah kopolimer karet sintetis, ia bekerja dengan baik dalam aplikasi yang memerlukan adhesi logam dan bahan tahan abrasi, dan latar belakang kimia ini juga membuatnya ideal untuk aplikasi sealant.Selain itu, ia dapat menahan suhu rendah karena dirancang dengan ketahanan asam yang buruk dan ketahanan alkali yang ringan.
Buna terbatas pada aplikasi dengan faktor ekstrim seperti suhu tinggi, cuaca, sinar matahari dan aplikasi tahan uap, serta tidak cocok dengan bahan sanitasi clean-in-place (CIP) yang mengandung asam dan peroksida.
EPDM
EPDM adalah karet sintetis yang biasa digunakan dalam aplikasi otomotif, konstruksi dan mekanis untuk seal dan O-ring, tubing dan washer.Harganya lebih mahal dibandingkan Buna, namun mampu menahan berbagai sifat termal, cuaca, dan mekanis karena kekuatan tariknya yang tinggi dan tahan lama.Ini serbaguna dan ideal untuk aplikasi yang melibatkan air, klorin, pemutih, dan bahan alkali lainnya.
Karena sifat elastis dan perekatnya, setelah diregangkan, EPDM kembali ke bentuk aslinya, berapa pun suhunya.EPDM tidak direkomendasikan untuk aplikasi minyak bumi, cairan, hidrokarbon terklorinasi, atau pelarut hidrokarbon.
Viton
Viton adalah produk karet hidrokarbon yang tahan lama, berkinerja tinggi, berfluorinasi, dan paling umum digunakan pada O-Ring dan seal.Harganya lebih mahal dibandingkan bahan karet lainnya namun merupakan pilihan yang lebih disukai untuk kebutuhan penyegelan yang paling menantang dan menuntut.
Tahan terhadap ozon, oksidasi, dan kondisi cuaca ekstrem, termasuk bahan seperti hidrokarbon alifatik dan aromatik, cairan terhalogenasi, dan bahan asam kuat, ini adalah salah satu fluoroelastomer yang lebih kuat.
Memilih bahan penyegelan yang tepat penting untuk keberhasilan suatu aplikasi.Meskipun banyak bahan segel serupa, masing-masing memiliki tujuan berbeda untuk memenuhi kebutuhan spesifik.
Waktu posting: 12 Juli-2023