Nagy szilárdságú fekete tömítés tartóssága? 

Ha nagy szilárdságú fekete tömítést hall, mi jut eszébe? Sokan azonnal a színre gondolnak – ez a matt vagy néha enyhén fényes fekete felület –, és egyenlőségjelet tesznek a kiváló teljesítményhez. De ez az első csapda. A szín csak felületkezelés, gyakran foszfát vagy oxid bevonat, néha elasztomer bevonat bizonyos tömítésekhez. Az igazi tartóssági kérdés nem a színtartósságról szól; arról van szó, hogy a nagy szilárdságú A maganyag ezzel a felülettel kombinálva ellenáll az adott környezetnek, amelybe bedobják. Túl sok olyan projektet láttam, ahol egy csapat fekete tömítést írt elő a nagynyomású karimához, amelyet a robusztus megjelenés eltántorított, csak azért, hogy idő előtti meghibásodással szembesüljenek, mert az esztétikai szempontokra összpontosítottak, nem pedig az anyagfelhalmozásra és a szervizfeltételekre.

A mag a szín mögött

Vágjuk vissza. A nagy szilárdság jellemzően a fémes magra vonatkozik. Gyakran beszélünk rugóacélról (például 301/304/316 rozsdamentes), szénacélról vagy néha réz-nikkel ötvözetekről. A feketedési folyamat, mint a szénacél cink-foszfát bevonata, elsősorban korrózióállóságot és egy kis felületi súrlódást biztosít a jobb tapadás érdekében. Nem varázsütésre változtat egy gyenge minőségű anyagot nagy teljesítményűvé. Az erőt a fém temperamentuma és vastagsága adja. Gyakori figyelmen kívül hagyás a vastagság megadása a terheléseloszlás figyelembevétele nélkül. Egy 1,5 mm vastag, megfeketedett 304SS tömítés kinézhet az alkatrésznek, de nagy csavarterhelés esetén egy egyenetlen karimában meghajolhat vagy kúszhat, elveszítve tömítő erejét. A fekete bevonat még sértetlen lehet, hamis biztonságérzetet keltve, miközben a tömítés már meghibásodott.

Emlékszem egy esetre a hőcserélő utólagos felszereléséről. Az ügyfél ragaszkodott egy fekete oxid bevonatú szénacél spirális tömítéshez a túlhevített gőzvezetékhez, hivatkozva egy korábbi sikeres vízvezetékre. A hőmérséklet-ciklus és a kémiai kondenzátum a gőzszolgáltatásban megtámadta a bevonat alatti szénacél magot. Maga a bevonat kitartott, de már nyolc hónap elteltével feszültségkorróziós repedéseket találtunk a fémredőkben. A fekete felület tartóssága teljes vörös hering volt. Áttértünk egy grafittal töltött, fekete bevonatú 316L-es rozsdamentes spiráltekercsre, ami megoldotta. A lecke? A környezet – hőmérséklet, közeg, pH, nyomásciklus – határozza meg a maganyagot. A szín mellékes.

Egy másik árnyalat a bevonat saját integritása. Nem minden fekete bevonat egyenlő. Az olcsó, vékony foszfátbevonat a szerelés során vagy a karima kisebb elmozdulása miatt elkophat, így a csupasz fém rozsdásodhat. A robusztusabb fekete elasztomer bevonat, mint a fluorelasztomer, növeli a vegyszerállóságot, de hőmérséklete korlátozott. Tudnod kell, mit veszel. Gyakran kérem a szállítóktól a bevonat specifikációs lapot – az ASTM A380 a rozsdamentes acélhoz? Ez egy szabadalmaztatott polimer? Ha nem tudják biztosítani, az piros zászló.

Nyomás, hőmérséklet és nyomás

A terhelés alatti tartósság az, ahol az elmélet találkozik a darálóval. A tömítés nem passzív komponens; ez egy tervezett elem, amelynek csavarterhelés alatt kell áramolnia, hogy kitöltse a karima tökéletlenségeit, majd fenntartsa a rugalmas visszanyerést a tömítés megtartásához, amikor a rendszer felmelegszik és a nyomások ingadoznak. A fekete bevonat befolyásolja a súrlódási együtthatót. A nagyobb súrlódás (amelyet egyes fekete bevonatok biztosítanak) jó lehet a kifújás ellen, de nagyobb csavarnyomatékot igényelhet a megfelelő kezdeti összenyomás eléréséhez. Ha a nyomaték nincs beállítva, előfordulhat, hogy alulsűrűsödik, ami az első naptól kezdve szivárgáshoz vezethet.

Kompresszor nyomóvezetéken futottunk ebbe bele. Egy új beszállító fekete bevonatú fémköpenyes tömítésével a szerelők a szabványos nyomatékértékeiket alkalmazták. A kezdeti hidroteszt sikeres volt, de működés közben, hőciklus mellett tartós szivárgást kaptunk. Szétszereléskor a tömítés hiányos lábnyomot mutatott – a bevonat nem került át teljesen a karima felületére, ami azt jelzi, hogy soha nem volt teljesen összenyomva. A bevonat vastagabb és tapadósabb volt, mint az előző szállítóé. Körülbelül 15%-kal kellett megnyomnunk a nyomatékot ugyanazon névleges mérethez. Ez egy apró részlet, de megölte a tartósság a telepítésről, amíg rá nem jöttünk.

A másik gyilkos a hőmérséklet. A szabványos szénacél tömítésen lévő szép fekete bevonat 500 °F-ig jó lehet, de e fölött lebomolhat, leéghet vagy szinterezhet. Láttam, hogy a fekete bevonatok porszerű hamuvá válnak magas hőmérsékleten végzett alkalmazásoknál, így a fémmag szabaddá válik. A magas hőmérsékletű szolgáltatásokhoz speciális, magas hőmérsékletű festékeket keres, vagy gyakrabban elfogadja, hogy a bevonat leég, és magának a fémmagnak a magas hőmérsékletű oxidációval szembeni ellenállására hagyatkozik, például a 321SS vagy az Inconel használatakor. A fekete ezekben az esetekben gyakran csak az első azonosításra és a tárolás során történő rozsdásodás megelőzésére szolgál, nem pedig az üzem közbeni teljesítményre.

A való világ kudarcai és mit tanítanak

Semmi sem tanít úgy, mint a kudarc. Emlékszem egy tétel fekete-oxid bevonatú lapos gyűrűs tömítésre egy vegyi feldolgozó elosztóhoz. Az anyag megfelelő volt (316SS), a nyomásérték rendben volt. Heteken belül meghibásodtak a bevonat alatti lyukkorrózió miatt. A kiváltó ok? Kloridok a folyamatban. A rozsdamentes acél fekete-oxid-bevonata, bár jó az általános korrózióállóság szempontjából, néha réseket okozhat, ha nem tökéletesen alkalmazzák. A bevonat mikroréseiben rekedt kloridok az alatta lévő rozsdamentes acél lyukkorróziójához és réskorróziójához vezettek. A bevonat valóban hozzájárult a hibához. Áttértünk egy sima, pácolt és passzivált 316SS tömítésre, bevonat nélkül, és a probléma megszűnt. Néha a legtartósabb felület az, ha egyáltalán nincs befejezés.

Egy másik klasszikus a galvanikus korrózió. Fekete bevonatú szénacél tömítés két rozsdamentes acél karima között. A bevonat megkarcolódik a szerelés során a csavarfuratoknál vagy az éleknél. Most már van egy kis anódja (szénacél), amely egy nagy katódhoz (rozsdamentes) érintkezik vezető környezetben. A szénacél gyorsan korrodálódik, felemészti a tömítés teherhordó részét. A fekete bevonat a felület 90%-án jól néz ki, de a tömítés a kritikus széleken sérült. Ez az oka annak, hogy az anyagkompatibilitás az első lépés, amely sokkal fontosabb, mint a felület színe.

Ezek a tapasztalatok arra késztetnek, hogy mélységesen szkeptikus vagyok minden olyan katalógussal szemben, amely csak a fekete tömítést sorolja fel kulcsfontosságú jellemzőként. A valós specifikációk – ASME B16.20, B16.21, anyagtanúsítványok (mint egy jó hírű gyártótól, mint pl. Handan Zitai Fasanter Manufacturing Co., Ltd., amely Kína legnagyobb kötőelemgyártó központjában található szilárd logisztikai hálózatával), a nyomás-hőmérséklet besorolások és a bevonat specifikációi – a legfontosabbak. A weboldal https://www.zitaifasteners.com listázhatják termékeiket, de az igazi beszélgetés akkor kezdődik, amikor bekérjük a mögöttük lévő tesztjelentéseket fekete tömítés listákon.

Installáció – Az igazság pillanata

A tartósság a telepítés során is megkovácsolódik. A fekete bevonatú tömítés érzékenyebb lehet a kezelési sérülésekre. Ha leejti egy betonpadlóra, akkor a bevonat feltörhet. Ha drótkefével megtisztít egy régi karimát, majd ráhelyezi az új tömítést, koptató részecskéket ágyazhat be a puha bevonatba. Mindig ragaszkodom a tiszta, kesztyűs kézhez és a tiszta színpadi területhez. A bevonat az első védelmi vonal; telepítés közben áttörni olyan, mintha kerítést festenél, miután már feltörted a fát.

A kenés egy másik szempont. Kell-e kenni egy fekete bevonatú tömítést? Általában nem. A bevonatot gyakran egy meghatározott súrlódásra tervezték. Nem kompatibilis kenőanyag hozzáadása tönkreteheti a bevonatot, vagy csúszós felületet eredményezhet, amely elősegíti a tömítés nyomás alatti kifújását. A karima felületeinek tisztának és száraznak kell lenniük, kivéve, ha a tömítés gyártója kifejezetten beragadásgátlót javasol (általában csak bizonyos grafit vagy PTFE típusokhoz). Ez egy másik terület, ahol az összes fekete tömítés azonosságának feltételezése bajhoz vezet.

Az első nyomásgyakorlás szemtanúja sokatmondó. Egy jó, strapabíró tömítés illeszkedik és megtartja. Néha egy új típusnál enyhe sírást tapasztalhat, ami aztán eltömődik, ahogy a bevonat illeszkedik – ez általában rendben van. De a tartós szivárgás azt jelenti, hogy valami nincs rendben: rossz anyag, nem megfelelő csavarterhelés, sérült bevonat vagy karimaproblémák. Nem lehet csak úgy nyomkodni; diagnosztizálnod kell.

Szóval, mit jelent valójában a tartós?

Végső soron a nagy szilárdságú fekete tömítés, a tartósság azt jelenti, hogy a megadott feltételek mellett megőrzi tömítő funkcióját a tervezett élettartam alatt. Ennek része a fekete bevonat, de csak egy. Feladata, hogy védjen a tárolás és kezelés során, egyenletes súrlódást biztosítson, és némi kezdeti korrózióállóságot biztosítson. A nehéz emelést a magfém folyáshatára, kúszásállósága és kompatibilitása biztosítja.

Értékeléskor gondolatban lebontom: 1) Alapanyag a kémiai és termikus környezet számára. 2) Kivitel (lapos, spirális tekercs, köpeny) a nyomó- és karimatípushoz. 3) Bevonat típusa a kezeléshez és a kezdeti tömítéshez. 4) Telepítési eljárás. Bármelyik hiánya az egész rendszert veszélyezteti. Egy speciális gyártótól származó tömítés egy koncentrált ipari területen, például a Yongnian kerületben, ahol Handan Zitai Rögzítő működik, gyakran előnye az integrált gyártás a huzaltól/készlettől a késztermékig, ami jobb konzisztenciát jelenthet az adott maganyagban – a legkritikusabb részben.

Végül ne hipnotizáljon a szín. Először adja meg a teljesítménykövetelményeket, majd nézze meg, hogy milyen felületkezelés illik, ha van ilyen. A legtartósabb tömítés az, amelyről a beszerelés után megfeledkezünk, mert egyszerűen működik, legyen az fekete, ezüst vagy sima fém. A szín a mi kényelmünket szolgálja a raktárban, nem a gépé. A gépet csak a tömítés érdekli.