Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 29

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

TIÊU CHUẨN CÁC VẬT LIỆU ĐIỂN HÌNH CHO CÁC CHI TIẾT CỤM LÀM KÍN CƠ KHÍ VÀ BUỒNG LÀM KÍN

B.1.Tiêu chuẩn các vật liệu

Bảng B.1 được sử dụng để hướng dẫn liên quan đến các đặc tính kỹ thuật của vật liệu. Nếu bảng này được sử dụng, giả định rằng các đặc tính kỹ thuật của vật liệu có thể được chấp nhận mà không tính toán đến các điều kiện làm việc được áp dụng. Các vật liệu này có thể thay đổi đối với tất cả các ứng dụng.

 

Bảng B.1 - Các tiêu chuẩn vật liệu

		Quốc tế ISO	Mỹ			Châu Âu			Nhật Bản JIS
Nhóm vật liệu	Các ứng dụng		ASTM	Loại	UNS	Tiêu chuẩn	Ký hiệu	Số hiệu vật liệu
Thép crôm 12%	Đúc: ứng dụng áp lực		A217 A 487	Gr CA 15 Gr CA6NM	J 91150 J 91540	EN 10213-2 EN 10213-2	GX8CrNi12 GX4CrNi13-4	1.4107 1.4317	G 5121 G 5121	Cl SCS 1 Cl SCS 6
	Rèn: ứng dụng áp lực	683-13-3 683-13-3	A 182 A 182	Gr F6a Cl 1 Gr F6 NM	S 41000 S 41500	EN 102504 EN 10222-5	X12Cr13 X3CrNi13-4	1.4006 1.4313	G 3214 G 3214	Gr. SUS 410-A Cl SUS F6 NM
	Vật liệu dầm cán: ứng dụng chung	683-13-3 683-13-4	A 276 A 582	Type 410 Type 416	S 41000 S 41600	EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3	X12Cr13 X20CrS13 X39CrMo17-1	1.4006 1.4005 1.4122	G 4303	Gr. SUS 410 or 403
	Các bulông và vít Các đá ốc	3506-1,04-70 3506-2, C4-70	A 193 A 194	Gr B6 Gr 6	S 41000	EN 10269 EN 10269	X22CrMoV12-1 X22CrMoV12-1	1.4923 1.4923	G 4303 G 4303	Gr. SUS 410 or 403 Gr. SUS 410 or 403
Thép không gỉ Austenit	Đúc: ứng dụng áp lực	683-13-10 683-13-19	A 351 A 351	Gr CF3 Gr CF3M	J 92500 J 92800	EN 10213-4 EN 10213-4	GX2CrNi19-11 GX2CrNiMo19-11-2	1.4309 1.4409	G 5121 G 5121	Cl SCS 13A Cl SCS 14A
	Rèn	9327-5, X2CrNi18-10 9327-5 X2CrNiMo17-12	A 182 A 182	Gr F304L Gr F316L	S 30403 S 31603	EN 10222-5  EN 10222-5	X2CrNi19-11 X2CrNiMo17-12-2	1.4306 1.4404	G 3214 G 3214	Gr. SUS F 304 L Gr. SUS F 316 L
	Dầm	683-13-19 683-13-19 683-13-19	A 276 A 276 A 276	Type316 Type316L Type316Ti	S 31600 S 31603 S 31635	EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3	X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-12-2 X6CrNiMoTi17-12-2	1.4401 1.4404 1.4571	G 4303 G 4303 G 4303	Gr. SUS 316 Gr. SUS 316L Gr. SUS 316 Ti

Thép không gỉ kép và siêu kép	Rèn	9327-5, X2CrNiMoN22-5-3	A182A 182	Gr F 51 Gr 55	S 31803 S 32760	EN 10222-5 EN 10250-4 EN 10250-4 EN 10250-4	X2CrNiMoN22-5-3 X2CrNiMoN 22-5-3 X2CrNiMoCuWN25-7-4 X2CrNiMoCuWN25-7-4	1.4462 1.4462 1.4501 1.4501
	Dầm	9327-5 X2CrNiMoN22-5-3	A 276 A276A 276		S 31803 S 32550 S 32760	EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3	X2CrNiyoN22-5-3 X2CrNiMoCuN25-6-3 X2CrNiMoCuWN25-7-4	1.4462 1.4507 1.4501	G 4303	Gr. SUS 329J3L
Hợp kim 20	Đúc		A 744	CN7M	N 08007				G 5121	Gr. SCS 23
	Dầm		B 473		N 08020		NiCr20CuMo	2.4660
Hợp kim crôm molypđen niken cacbon thấp	Rèn		B 564		N 10276		NiMo16Cr15W	2.4819
	Dầm và thanh	9723, NW0276	B 574		N10276		NiMo16Cr15W	2.4819
	Tấm, lá và băng	6208, NW0276	B 575		N 10276		NiMo16Cr15W	2.4819
	Đúc hàn được	12725, NC6455	A 494	Gr. CW2M
Hợp kim đồng niken (“Hợp kim 400")	Rèn	9725, NW4400	B 564		N 04400		NiCu30Fe	2.4360
	Dầm và thanh	9723, NW4400	B1 64	Class A	N 04400		NiCuSOFe	2.4360
	Tấm, lá và băng	6208, NW4400	B 127		N 04400		NiCu30Fe	2.4360
	Đúc hàn được		A 494	Gr. M30C			G-NiCu30Nb	2.4365
Hợp kim niken biến cứng kết tủa ("Hợp kim 718")	Rèn and dầm		B 637		N 07718		NiCr19NbMo	2.4668
	Tấm, lá và băng		B 670		N 07718		NiCr19NbMo	2.4668

Gang Austenit	Gang Austenit	2892, L- NiCuCr1 5-6-2 2892, L-NiCr20-2 2892, L-NiCr30-3	A436 A436 A436	Type 1 Type2 Type3	F41000 F41002 F41004
	Gang dẻo Austenit	2892, SNiCr20 2	A439	TypeD2	F43000
Chất đàn hồi	Acrylonitrile butadiene	1629, NBR	D 1418	NBR
	Ethylene- propylene- diene	1629, EPDM	D 1418	EPDM
	Vật liệu đàn hồi Fluoro hóa	1629, FKM	D 1418	FKM
	Vật liệu đàn hồi Perfluoro hóa	1629, FFKM	D 1418	FFKM
Graphit mềm	graphit nguyên chất
vòng đệm	Thép không gỉ được xoắn lại với graphit

 

 

B.2. Các giới hạn nhiệt độ đặc trưng cho các vật liệu của cụm làm kín trong sự vận hành với hyđrocacbon

Vật liệu bề mặt	Nhiệt độ lớn nhất °C (°F)
Cacbit vonfam	400 (750)
Cacbit silic (rắn)	425 (800)
Cacbon-graphit:
Có tính ôxi hóa	275 (525)
Không bị oxy hóa	425(800)

B.3. Hướng dẫn đối với cacbit silic

Cacbit silic được sử dụng rộng rãi như là một vật liệu cho các vòng làm kín. Các ưu điểm chính của nó là độ cứng cao, chống ăn mòn tuyệt vời, độ dẫn nhiệt cao, và hệ số ma sát thấp đối với cacbon. Các cacbit silic có thể được phân loại dựa theo thành phần và quá trình sản xuất. Đối với các cụm làm kín cơ khí, cacbit silic liên kết phản ứng và cacbit silic tự thiêu kết được sử dụng rộng rãi. Cacbit silic liên kết phản ứng được sản xuất bằng kim loại silic phản ứng với cacbon trong một chất kết dính cacbit silic. Vật liệu thu được chứa kim loại silic tự do thông thường trong khoảng 8 % đến 12 %. Mặt khác, cacbit silic tự thiêu kết chứa hoàn toàn cacbit silic. Ngoài ra, trong phạm vi các phân lớp này, có các lớp, các cấu trúc hạt, v.v. khác nhau. Bởi vậy, hai phân lớp cacbit silic này có một số thay đổi về tính năng khi được sử dụng như là một vật liệu bề mặt cụm làm kín.

Mặc dù có sự khác nhau trong phạm vi hai phân lớp cacbit silic, chúng có các đặc tính chung cũng khá tốt. Cacbit silic liên kết phản ứng được coi là có hệ số ma sát thấp hơn không đáng kể so với cacbon trong các điều kiện đã biết. Nó ít giòn hơn, và không cứng như vật liệu tự thiêu kết. Mặc dù thực tế, sự khác nhau này là nhỏ. Một sự khác nhau quan trọng là trong tính chống ăn mòn. Như một quy tắc gần đúng theo kinh nghiệm, cacbit silic liên kết phản ứng được khuyến nghị đối với sự vận hành ở nơi có độ pH khoảng giữa 4 và 11; ngoài khoảng này, nên sử dụng cacbit silic tự thiêu kết.

B.4. Hướng dẫn đối với các hợp chất bề mặt cứng

Mặc dù kết hợp vật liệu làm kín bề mặt được ưu tiên là cacbon đối tiếp một bề mặt cứng, có nhiều điều kiện làm việc yêu cầu sử dụng hai bề mặt cứng. Các yếu tố yêu cầu sử dụng hai bề mặt cứng bao gồm:

- sự có mặt của các hạt mài mòn trong lưu chất được làm kín;

- độ nhớt của chất lỏng;

- sự kết tinh của chất lỏng;

- sản phẩm polyme hóa;

- sự có mặt của va đập và dao động cao.

Các lựa chọn vật liệu chính đối với các bề mặt cứng là cacbit silic và cacbit vonfam. Như một quy tắc chung, cacbit silic sẽ hoạt động dựa vào bản thân nó khá tốt nếu có sự bôi trơn chất lỏng ổn định. Tuy vậy, cacbit vonfam đối tiếp cacbit vonfam có thể cũng là một kết hợp rất nhạy cảm.

Có các quy tắc chung để xét.

a) Cacbit vonfam đối tiếp cacbit silic cho thấy tính năng tuyệt vời khi môi trường được làm kín là dầu. Ngay cả trong các điều kiện làm việc chất lỏng độ nhớt thấp, như nước với chất mài mòn, cacbit vonfam đối tiếp cacbit silic là lựa chọn phổ biến nhất nếu hai bề mặt cứng được yêu cầu.

b) Cacbit vonfam đối tiếp cacbit vonfam cho thấy tính năng tuyệt vời trong các loại dầu nặng, nhựa đường và asphalt. Nó cung cấp cho hiệu suất kém trong nước, nhưng có thể cho hiệu suất tốt trong chất lỏng kiềm. Sự chú ý đặc biệt sẽ đem lại các điều kiện (áp suất X vận tốc), vì các giới hạn đối với sự kết hợp các vật liệu này là thấp.

c) Cacbit silic được thiêu kết đối tiếp chính nó có thể đem lại kết quả tuyệt vời trong hoạt động ăn mòn, và là sự kết hợp được ưu tiên của hai bề mặt cứng cho các ứng dụng hóa chất. Tuy vậy. sự kết hợp này sẽ dẫn đến hư hỏng tất yếu nếu chạy trong các điều kiện khô và do đó không được đề nghị trong các trường hợp mà ở đó sẽ co các điều kiện bôi trơn biên.

d) Cacbit silic liên kết phản ứng đối tiếp chính nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong các quy trình hyđrocacbon. Nó cung cấp hiệu suất tốt cho các điều kiện làm việc như dầu thô mà ở đó có mặt các hạt mài mòn.

e) Cần chú ý rằng, như một quy tắc chung, khoa học ma sát không tán thành sử dụng hai vật liệu như vậy trong tiếp xúc ma sát. Vì lý do này cacbit silic liên kết phản ứng, bề mặt hẹp, đã được sử dụng đối tiếp một cacbit silic được thiêu kết, bề mặt rộng. Các yêu tố thực tế như chống ăn mòn và tăng phí tổn lưu kho, làm cho sự kết hợp này ít phổ biến.

Các vật liệu và kỹ thuật mới triển vọng đang được phát triển đối với các bề mặt làm kín mà ở đó các kết hợp bề mặt cứng được yêu cầu. Vì điều này đang trong thời kỳ phát triển hoặc giai đoạn ứng dụng ban đầu, các hướng dẫn ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

B.5. Các hướng dẫn giới hạn nhiệt độ điển hình đối với vật liệu của cụm làm kín thứ cấp

Vật liệu	Nhiệt độ nhỏ nhất	Nhiệt độ lớn nhất
	°C (°F)	°C (°F)
Polyme chứa florua (FKM):
Vận hành với hiđrocacbon	-7(20)	175(350)
Vận hành dung môi nước	-7(20)	120(250)
Đàn hồi bị flo hóa(FFKM)	-7(20)a	290 (550)
Nitril (NBR)	-40(-40)	120 (250)
Graphit mềm dẻo	-240 (-400)	480 (900)
a Một số loại FFKM là không phù hợp dưới 20oC  (70 oF).

B.6. Hướng dẫn đối với sự lựa chọn các chất đàn hồi

Các chất đàn hồi là một sự kết hợp phức tạp của Cấu trúc polymer, các chất độn, xử lý hóa học và sắp xếp có tính toán. Lựa chọn, hỗn hợp, xử lý và sắp xếp các cụm làm kín đàn hồi một cách đúng đắn, như các vòng đệm kín O, thực hiện dự báo trong một hoạt động xác định (dung môi, thời gian, nhiệt độ, áp suất, tĩnh/động lực học,...). Tuy nhiên, nếu dàn xếp được thì cụm làm kín đàn hồi có thể hoạt động không nhất quán với tuổi thọ làm việc bị rút ngắn.

Bản chất riêng của các vật liệu đàn hồi khiến cho việc viết đặc tính kỹ thuật rất khó khăn. Tiêu chuẩn này quy định giới hạn, hướng dẫn chung đối với sự lựa chọn các vật liệu đàn hồi và không cung cấp các đặc trưng đối với sự lựa chọn một trường hợp riêng hỗn hợp, xử lý, các chất độn,... Hướng dẫn lựa chọn cụm làm kín trong Phụ lục A khuyến nghị các họ polymer (như vật liệu polymer chứa florua, nitril, ...) dựa trên kinh nghiệm chung. Trường hợp riêng của hợp chất phải thích hợp với điều kiện làm việc đó.

Một vài sự xem xét đối với sự lựa chọn các polymer và các hợp chất cụ thể bao gồm những điều sau đây.

a) Polymer được xác định theo ISO hoặc ASTM, và không được sử dụng các vật liệu tái chế.

b) Người ta thừa nhận rằng có những hợp chất khác nhau với các đặc tính và tính năng khác nhau trong một họ polymer cụ thể.

c) Mặc dù hầu hết các chất đàn hồi sử dụng cacbon đen như là một chất độn, có các chất độn khác có thể được sử dụng.

d) Có các tính chất tới hạn, như sự biến dạng dư, có thể là quan trọng hơn đối với các kiểu cụm làm kín cơ khí hơn so với các loại khác.

e) Khả năng tương thích môi trường có thể thay đổi đáng kể với thời gian, nhiệt độ và nồng độ - nói riêng, các chất đàn hồi nhiệt độ cao, như các vật liệu đàn hồi bị flo hóa, có thể giảm các định mức nhiệt độ trong một số môi trường.

f) Các phần tử làm kín thử cấp động có thể cũng giảm các định mức nhiệt độ.

g) Tất cả các polymer được sử dụng trong một hỗn hợp phải được chỉ định.

Xem lại: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 28

Xem tiếp: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 30