Kõrge tugevusega musta tihendi vastupidavus? 

Kui kuulete tugevat musta tihendit, mis teile meelde tuleb? Paljud mõtlevad kohe värvile – see matt või mõnikord kergelt läikiv must viimistlus – ja võrdsustavad selle suurepärase jõudlusega. Kuid see on esimene lõks. Värv on lihtsalt pinnatöötlus, sageli fosfaat- või oksiidkate, mõnikord elastomeerkate konkreetsete tihendite jaoks. Tõeline vastupidavuse küsimus ei seisne värvi vastupidamises; see puudutab seda, kas kõrge tugevus südamikumaterjal koos selle pinnaga talub konkreetset keskkonda, kuhu see visatakse. Olen näinud liiga palju projekte, kus meeskond määras kõrgsurveäärikule musta tihendi, mis oli tugevast väljanägemisest uinutatud, et enneaegselt ebaõnnestuda, kuna keskenduti pigem esteetikale kui materjalide virnastamisele ja hooldustingimustele.

Värvi taga olev tuum

Eemaldame selle tagasi. Kõrge tugevus viitab tavaliselt metallilisele südamikule. Sageli räägime vedruterasest (nt roostevaba 301/304/316), süsinikterasest või mõnikord vase-nikli sulamitest. Mustamine protsess, nagu tsinkfosfaatkate süsinikterasel, tagab peamiselt korrosioonikindluse ja veidi pinna hõõrdumist parema haardumise tagamiseks. See ei muuda maagiliselt madala kvaliteediga materjali suure jõudlusega materjaliks. Tugevus tuleneb metalli iseloomust ja paksusest. Levinud tähelepanuta on paksuse määramine koormuse jaotust arvestamata. 1,5 mm paksune mustaks tõmbunud 304SS-tihend võib osa välja näha, kuid suure poldikoormuse korral ebaühtlases äärikus võib see järele anda või roomata, kaotades oma tihendusjõu. Must kate võib endiselt olla terve, mis annab vale turvatunde, kui tihend on juba ebaõnnestunud.

Meenub juhtum soojusvaheti moderniseerimisel. Klient nõudis musta oksiidkattega süsinikterasest spiraalselt keritud tihendit ülekuumendatud aurutoru jaoks, viidates varasemale edukale kasutamisele veetorustikus. Temperatuuri tsükkel ja keemiline kondensaat auruteenuses ründasid katte all olevat süsinikterasest südamikku. Kate ise pidas vastu, kuid juba kaheksa kuu pärast leidsime metallivoltides pingekorrosioonipragusid. Musta pinna vastupidavus oli täielik punane heeringas. Läksime üle grafiiditäidisega, musta kattega 316L roostevaba spiraalhaavale, mis lahendas selle. Õppetund? Keskkond – temperatuur, keskkond, pH, rõhu tsükkel – määrab südamiku materjali. Värv on juhuslik.

Teine nüanss on katte enda terviklikkus. Mitte kõik mustad katted pole võrdsed. Odav õhuke fosfaatkate võib paigaldamise ajal või ääriku väiksemate liigutuste tõttu kuluda, jättes palja metalli roostetama. Tugevam must elastomeerkate, nagu fluoroelastomeeri, lisab keemilist vastupidavust, kuid võib olla temperatuuriga piiratud. Peate teadma, mida ostate. Küsin sageli tarnijatelt katte spetsifikatsioonilehte – kas see on ASTM A380 roostevaba terase jaoks? Kas see on patenteeritud polümeer? Kui nad seda pakkuda ei saa, on see punane lipp.

Rõhk, temperatuur ja pigistus

Vastupidavus koormuse all on koht, kus teooria kohtub veskiga. A tihend ei ole passiivne komponent; see on disainitud element, mis peab voolama poldi koormuse all, et täita ääriku puudused, seejärel säilitama elastse taastumise, et hoida tihendit, kui süsteem kuumeneb ja rõhk kõikub. Must kate mõjutab hõõrdetegurit. Suurem hõõrdumine (mida mõned mustad katted pakuvad) võib olla hea väljapuhumise vastu, kuid võib nõuda suuremat poldi pöördemomenti, et saavutada õige esialgne kokkusurumine. Kui pöördemomenti ei reguleerita, võite ala kokku suruda, mis põhjustab lekkeid alates esimesest päevast.

Sellega sattusime kompressori tühjendusliinil. Kasutades uue tarnija musta kattega metallsärgiga tihendit, kasutasid paigaldajad oma standardseid pöördemomendi väärtusi. Esialgne hüdrokatse läbis, kuid töökorras, termilise tsükliga, saime püsiva lekke. Lahtivõtmisel ilmnes tihendil mittetäielik jalajälg – kattekiht ei olnud täielikult ääriku pinnale kandunud, mis näitab, et see ei olnud kunagi täielikult kokku surutud. Kate oli paksem ja haaravam kui eelmisel tarnijal. Sama nimisuuruse puhul pidime pöördemomenti vähendama umbes 15%. See on väike detail, kuid see tappis vastupidavus sellest installist, kuni me selle välja mõtlesime.

Temperatuur on teine tapja. See kena must kate tavalisel süsinikterasest tihendil võib olla hea kuni 500 °F, kuid üle selle võib see laguneda, maha põleda või paaguda. Olen näinud, et mustad katted muutuvad kõrgel kuumusel pulbriliseks tuhaks, jättes metallist südamiku paljastatuks. Kõrge temperatuuriga teenuste puhul otsite spetsiaalseid kõrgtemperatuurilisi värve või, sagedamini, nõustute sellega, et kate põleb ära, ja tuginete südamiku metalli enda kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlusele, näiteks 321SS või Inconeli kasutamine. Must on sellistel juhtudel sageli ainult esmaseks tuvastamiseks ja rooste vältimiseks ladustamisel, mitte kasutusel.

Reaalse maailma ebaõnnestumised ja nende õpetamine

Miski ei õpeta nii nagu ebaõnnestumine. Mäletan partii musta oksiidiga kaetud lamedaid rõngastihendeid keemilise töötlemise kollektori jaoks. Materjal oli õige (316SS), surveaste korralik. Need ebaõnnestusid mõne nädala jooksul, kuna katte all tekkis punktkorrosioon. Algpõhjus? Kloriidid protsessivoos. Roostevaba terase must oksiidkate, mis on küll hea üldise korrosioonikindluse tagamiseks, võib mõnikord tekitada pragusid, kui seda ei rakendata ideaalselt. Katte mikropragudesse lõksu jäänud kloriidid põhjustasid roostevaba terase põhja korrosiooni ja pragude korrosiooni. Kattekiht aitas ebaõnnestumisele tegelikult kaasa. Vahetasime tavalise, marineeritud ja passiveeritud 316SS-tihendi vastu ilma katteta ja probleem kadus. Mõnikord pole kõige vastupidavam viimistlus üldse viimistluseta.

Teine klassika on galvaaniline korrosioon. Kahe roostevabast terasest ääriku vahel kasutatav musta kattega süsinikterasest tihend. Kattekiht kriimustub paigaldamise ajal poltide aukudest või servadest. Nüüd on teil juhtivas keskkonnas väike anood (süsinikteras), mis puudutab suurt katoodi (roostevaba). Süsinikteras korrodeerub kiiresti, süües ära tihendi kandva osa. Must kate näeb hea välja üle 90% pinnast, kuid tihend on kriitilistes servades kahjustatud. Seetõttu on materjalide ühilduvus vaieldamatu esimene samm, mis on palju olulisem kui pinna värv.

Need kogemused panevad mind sügavalt skeptiliselt suhtuma igasse kataloogi, mille põhiomaduseks on lihtsalt must tihend. Tegelikud tehnilised andmed – ASME B16.20, B16.21, materjalisertifikaadid (nagu maineka tootja, näiteks Handan Zitai kinnitusdetailide Manufacturing Co., Ltd., mis asub Hiina peamises kinnitusdetailide tootmiskeskuses, millel on tugev logistiline võrgustik), rõhu-temperatuuri reitingud ja katte spetsifikatsioonid on olulised. Veebileht https://www.zitaifasteners.com võib nende tooteid loetleda, kuid tõeline vestlus algab siis, kui küsite nende taga olevaid testiaruandeid must tihend nimekirjad.

Installatsioon – tõehetk

Paigaldamisel sepistatakse ka vastupidavust. Musta kattega tihend võib olla käsitsemiskahjustuste suhtes vastuvõtlikum. Selle betoonpõrandale kukutamine võib katte purustada. Kui kasutate vana ääriku puhastamiseks traatharja ja asetate sellele uue tihendi, võib abrasiivseid osakesi lisada pehmesse kattesse. Nõuan alati puhtaid, kinnastega käsi ja puhast lavastusala. Kate on esimene kaitseliin; selle rikkumine paigaldamise ajal on nagu aia värvimine pärast seda, kui olete puidu juba lõhenenud.

Määrimine on teine punkt. Kas peaksite määrima musta kattega tihendit? Üldiselt ei. Kattekiht on sageli ette nähtud kindla hõõrdumise jaoks. Kokkusobimatu määrdeaine lisamine võib katte laguneda või tekitada libeda pinna, mis soodustab surve all tihendi väljapuhumist. Ääriku pinnad peavad olema puhtad ja kuivad, välja arvatud juhul, kui tihendi tootja soovitab spetsiaalselt kinnijäämisvastast kasutamist (tavaliselt ainult teatud grafiidi või PTFE tüüpide puhul). See on veel üks valdkond, kus eeldades, et kõik mustad tihendid on ühesugused, võib tekkida probleeme.

Esimese survestamise tunnistajaks olemine on kõnekas. Hea ja vastupidav tihend istub ja hoiab. Mõnikord võite uut tüüpi kasutamisel näha kerget nutmist, mis seejärel kaob, kui kate ühtib – see on tavaliselt okei. Kuid püsiv leke tähendab, et midagi on valesti: vale materjal, ebapiisav poldikoormus, kahjustatud kate või ääriku probleemid. Sa ei saa lihtsalt pingutada; pead diagnoosi panema.

Niisiis, mida vastupidavus tegelikult tähendab?

Lõppkokkuvõttes a kõrge tugevusega must tihend, vastupidavus tähendab, et see säilitab oma tihendusfunktsiooni kavandatud kasutusea jooksul kindlaksmääratud tingimustel. Must kate on selle komponent, kuid ainult üks. Selle ülesanne on kaitsta ladustamise ja käsitsemise ajal, tagada pidev hõõrdumine ja pakkuda mõningast esialgset korrosioonikindlust. Raske tõstmine toimub südamiku metalli voolavuspiiri, roomamiskindluse ja ühilduvuse tõttu.

Hindamisel jagan mõtteliselt: 1) Keemilise ja termilise keskkonna põhimaterjal. 2) Kujundus (tasane, spiraalselt keritud, mantliga) surve- ja äärikutüübile. 3) Pinnakatte tüüp käsitsemiseks ja esialgseks tihendamiseks. 4) Paigaldusprotseduur. Ükskõik millise puudujääk ohustab kogu süsteemi. Spetsialiseerunud tootja tihend kontsentreeritud tööstuspiirkonnas, näiteks Yongniani piirkonnas Handan Zitai kinnitus töötab, on sageli eeliseks integreeritud tootmine traadist/laost kuni valmistooteni, mis võib tähendada paremat konsistentsi selles põhimaterjalis – kõige kriitilisemas osas.

Lõpuks ärge laske end värvist hüpnotiseerida. Täpsustage esmalt jõudlusnõuded ja seejärel vaadake, milline pinnatöötlus (kui üldse) sobib. Kõige vastupidavam tihend on see, mille pärast paigaldamist unustate, sest see lihtsalt töötab, olgu see siis must, hõbedane või tavaline metall. Värv on meie mugavuse huvides laos, mitte masinas. Masin hoolib ainult tihendist.