Material de la junta de alta temperatura

Entonces,Juntas de alta temperatura... La gente a menudo piensa que todo es simple aquí: tomas material con un alto punto de fusión. Pero este concepto erróneo, bastante común, y me encontré con esto repetidamente. Solo la temperatura alta es solo uno de los factores. Es importante considerar muchos otros parámetros: propiedades mecánicas, resistencia química, compatibilidad con otros componentes, así como condiciones de funcionamiento. La experiencia sugiere que la elección correcta del material es un enfoque integrado, y no solo la búsqueda del más "caliente".

¿Por qué no siempre es suficiente temperatura de fusión?

Todo comienza con una comprensión de queJuntas de alta temperaturaTrabajan no solo a temperatura máxima, sino también en el rango de temperatura. Y este rango puede variar significativamente. El material puede resistir perfectamente las cargas máximas, pero con un trabajo constante ligeramente más bajo que las temperaturas, perder sus propiedades, por ejemplo, la elasticidad y, en última instancia, la tensión. Además, no todas las temperaturas altas se comportan igualmente bien en las condiciones de los efectos de temperatura cíclica. Esto afecta seriamente la vida útil.

Por ejemplo, cuando trabajamos con estufas de alta temperatura, inicialmente consideramos una junta de grafito. El punto de fusión del grafito, por supuesto, es enorme. Pero el grafito a altas velocidades y en presencia de oxígeno comienza a colapsar, perdiendo su adhesión con la superficie. La pérdida de adhesión es un camino directo a las fugas. Como resultado, rechazamos el grafito y cambiamos a material más caro pero estable en fluoroplastos operativos de alta temperatura.

¿Qué materiales se usan con mayor frecuencia y en qué casos?

Si hablamos de materiales comunes, las posiciones principales ocupan: materiales cerámicos (especialmente carburo de silicio, boro de carburo), fluoroplastos resistentes al calor (PTFE, PFA, FEP), materiales compuestos basados en cerámicas y polímeros, así como algunas metales especiales y sus aleaciones. La elección depende de tareas específicas.

Por ejemplo, para temperaturas muy altas (por encima de 1500 ° C), las juntas de cerámica casi siempre se usan. Tienen excelente resistencia térmica e inercia química. Pero las cerámicas son frágiles, por lo que a menudo se combina con matrices de polímeros para aumentar la resistencia mecánica. En los casos en que la resistencia química a ambientes agresivos es importante, es preferible usar fluoroplastos. Funcionan bien en una amplia gama de temperaturas y no están expuestos a muchos productos químicos.

Experiencia con materiales compuestos: pros y contras de

En los últimos añosMateriales compuestosEl acero es muy popular. Le permiten combinar las ventajas de diferentes materiales: alta temperatura y resistencia química de la cerámica con la flexibilidad y la resistencia mecánica de los polímeros. Los usamos en uno de nuestros desarrollos para bombas de alta temperatura. Como resultado, recibieron una junta que resistió altas temperaturas, presión y líquidos agresivos.

Sin embargo, los materiales compuestos no están privados de desventajas. Son más caros que los materiales tradicionales, y su proceso de producción es más complicado. Además, no siempre es fácil predecir su durabilidad, especialmente en condiciones de funcionamiento difíciles. Si la matriz compuesta es incorrecta, puede obtener una junta que se deforma o destruye rápidamente.

¿Qué es importante considerar al elegir? Propiedades mecánicas y compatibilidad

Además de la temperatura y la resistencia química, es importante considerar las propiedades mecánicas del material. La junta debe ser lo suficientemente fuerte como para resistir la presión y las cargas, así como lo suficientemente flexible como para garantizar un ajuste apretado en las superficies. No debemos olvidar la compatibilidad del material con otros componentes del sistema. Algunos materiales pueden reaccionar con otros materiales, causando corrosión u otros defectos.

Por ejemplo, cuando un polímero de alta temperatura contacta algunos metales, puede ocurrir una descarga dieléctrica, lo que dañará la junta y el sistema en su conjunto. Por lo tanto, es necesario estudiar cuidadosamente la compatibilidad de los materiales y, si es necesario, usar recubrimientos o aisladores especiales.

Errores que deben evitarse

El error más común es la elección del material solo por su punto de fusión, sin tener en cuenta otros factores. También a menudo cometen un error, eligiendo el material más barato, sin tener en cuenta su durabilidad y confiabilidad. Otro error es la instalación incorrecta de la junta. La instalación incorrecta puede llevar a su desgaste prematuro y fugas.

En nuestra práctica, hubo casos en los que eligieron un material que funcionó bien en el laboratorio, pero en condiciones de funcionamiento reales fue rápidamente destruido. La razón fue a menudo la instalación inadecuada o la incompatibilidad del material con otros componentes del sistema. Por lo tanto, antes de elegir el material, siempre se recomienda realizar pruebas en condiciones de funcionamiento reales.

En pocas palabras: las juntas para altas temperaturas son una tarea delicada

Elecciónmateriales resistentes al calor- Esta es una tarea responsable que requiere un profundo conocimiento y experiencia. Es imposible confiar solo en los datos teóricos: es necesario tener en cuenta las condiciones y pruebas de funcionamiento reales. Esta es la única forma de elegir una junta que servirá de manera confiable durante mucho tiempo.