تركيبة جديدة في صناعة الختم: ألياف الكربون المملوءة بـ PTFE وMoS₂

في البيئات الصناعية القاسية، يرتبط أداء السدادات ارتباطًا مباشرًا بموثوقية المعدات وكفاءتها وتكاليف تشغيلها. يحتل PTFE البكر التقليدي مكانة مهمة بفضل مقاومته الكيميائية الممتازة ومعامل احتكاكه المنخفض. ومع ذلك، فإن خاصية التدفق البارد (الزحف) ومقاومته غير الكافية للتآكل تحد من استخدامه في ظروف العمل عالية المعايير. وقد ظهرت مادة مركبة تجمع بين مصفوفة PTFE وCF وMoS2، مما حسّن بشكل كبير الأداء الشامل للسدادات، وأصبح خيارًا مثاليًا لظروف العمل القاسية.

يوفر PTFE خمولًا كيميائيًا أساسيًا (مقاومًا لجميع الأحماض القوية تقريبًا والقلويات القوية والمذيبات والمؤكسدات)، وقابلية التكيف مع درجات الحرارة على نطاق واسع (من -200 درجة مئوية إلى +260 درجة مئوية)، وأقل معامل احتكاك جاف (القيمة الأولية منخفضة تصل إلى 0.04) بين عائلة المواد.

ألياف الكربون: عنصر تقوية هيكلي أساسي. ألياف الكربون الطويلة أو القصيرة المدمجة في مصفوفة PTFE تُحسّن خصائص المادة بشكل كبير.

1. قوة الضغط والاستقرار الأبعادي؛

2. الموصلية الحرارية أعلى بعدة مرات من الموصلية الحرارية لـ PTFE النقي، مما يساعد على تبديد الحرارة الاحتكاكية ويقلل من خطر الإجهاد الحراري والسخونة الموضعية؛

3. تحسين مقاومة البثق.

MoS₂: مادة تشحيم صلبة كلاسيكية تلعب دورًا أساسيًا في التشحيم:

1، تتميز صفائح MoS₂ بسهولة الانزلاق تحت قوة القص، مما يوفر معامل احتكاك ديناميكي منخفض للغاية ومستقر (يمكن تقليله إلى 0.1-0.15)؛

2، يغطي سطح التزاوج المعدني بشكل فعال ويقلل من تآكل المادة اللاصقة؛

3. يعمل مع ألياف الكربون لتشكيل نظام مركب مضاد للتآكل من "دعم الإطار + التشحيم عالي الكفاءة".

المزايا والعيوب

أولا. المزايا

1. مقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة

2. معامل احتكاك منخفض للغاية وخاصية التشحيم الذاتي

3. قوة عالية ومقاومة للزحف

4. مقاومة ممتازة للتآكل الكيميائي

5. مقاومة جيدة للتآكل ومقاومة البثق

6. استقرار أبعاد جيد

II. العيوب

1. صعوبة معالجة عالية

2. انخفاض المرونة وزيادة الهشاشة

3. التكلفة العالية

4. متطلبات عالية لدقة سطح التزاوج

5. خطر التوصيل

مجالات التطبيق الرئيسية

1. أنظمة هيدروليكية صناعية شديدة التحمل: أختام مكبس/قضيب أسطوانة عالية الضغط، وحلقات توجيه (خاصة لظروف العمل ذات قيم PV العالية والأحمال الجانبية).

2، ضغط الغاز/نقله: حلقات مكبس الضاغط (بما في ذلك التشحيم الخالي من الزيت)، وأختام صندوق الحشو، وأختام الصمامات (التي تتحمل الغازات ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي).

3، مضخات وصمامات العمليات الكيميائية: أختام العمود الدوار، وأختام جذع الصمام (مقاومة للوسائط شديدة التآكل والدوران عالي السرعة).

4. معدات الطاقة: الأختام الخاصة بمعدات حفر وإنتاج النفط والغاز، والأختام الخاصة بمضخات وصمامات الغاز الطبيعي المسال (LNG).

5. المركبات عالية الأداء: الأختام الهيدروليكية والهوائية لسيارات السباق وآلات البناء.

6، الفضاء والطيران وأشباه الموصلات: الأختام التي تتطلب نظافة عالية للغاية، ومقاومة لوسائل بيئة الفضاء، أو الغازات الخاصة.

ملخص

بفضل تصميمها المتقن وتأثيرها التآزري، تجمع حلقة الختم المركبة، المكونة من PTFE + CF + MoS₂، بين القوة والصلابة العاليتين، والثبات البُعدي الممتاز، والتوصيل الحراري الممتاز، ومعامل الاحتكاك المنخفض للغاية، ومقاومة التآكل الممتازة. وقد نجحت في تجاوز عوائق أداء PTFE النقي وPTFE المُعدَّل أحادي التعبئة، وأثبتت قدرة تكيف ومتانة استثنائية في ظل ظروف قاسية للغاية، مثل الضغط العالي، والسرعة العالية، ونطاق درجات الحرارة الواسع، والتآكل الشديد، والتزييت الخالي من الزيت أو التزييت الحدودي. وقد أصبحت حلاً أساسياً للختم في الصناعات الحديثة، لتحسين موثوقية المعدات وكفاءتها وإطالة عمر دورة التشغيل.