راهنمای مواد درزگیر خراشنده: PTFE در مقابل پلی اورتان در مقابل لاستیک

انتخاب ماده مناسب برای آب‌بندهای خراشنده برای قابلیت اطمینان دستگاه، کنترل آلودگی و هزینه چرخه عمر بسیار مهم است. این راهنما، PTFE، پلی اورتان (PU) و لاستیک (الاستومرها) را برای آب‌بندهای خراشنده مورد استفاده در میله‌ها، پیستون‌ها و محفظه‌ها مقایسه می‌کند. این راهنما رفتار مواد را در برابر سایش، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، دما و شرایط دینامیکی توضیح می‌دهد، یک ماتریس انتخاب عملی و نکات مربوط به آزمایش/نصب ارائه می‌دهد و شامل توصیه‌های دنیای واقعی و قابلیت‌های تأمین‌کننده برای راه‌حل‌های آب‌بندی سفارشی است.

چرا انتخاب مواد برای آب‌بندهای خراشنده اهمیت دارد؟

کارکردهای اصلی و حالت‌های خرابی آب‌بندهای خراشنده

آب‌بندهای خراشنده (حلقه‌های گرد و غبار، برف‌پاک‌کن‌ها) برای حذف آلاینده‌ها - خاک، آب، ذرات ساینده - از میله یا شفت قبل از اینکه آب‌بندهای سمت واسطه در معرض دید قرار گیرند، طراحی شده‌اند. آن‌ها سایش ناشی از ورود سیال را کاهش می‌دهند، از آلودگی سیال جلوگیری می‌کنند و زمان کارکرد سیستم را بهبود می‌بخشند. حالت‌های خرابی رایج عبارتند از سایش سایشی، برش ذرات سخت، حمله شیمیایی، مانایی فشاری و از دست دادن خاصیت ارتجاعی که منجر به نشتی یا افزایش اصطکاک می‌شود.

پارامترهای کلیدی عملکرد که باید در نظر گرفته شوند

هنگام انتخاب ماده‌ی درزگیر خراشنده، موارد زیر را در نظر بگیرید: مقاومت در برابر سایش، الاستیسیته/بازگشت، ضریب اصطکاک (که بر نیروی محرک تأثیر می‌گذارد)، مقاومت فشاری و خزش طولانی مدت، سازگاری شیمیایی با سیالات و آلاینده‌های فرآیند و محدوده‌ی دمای عملیاتی. برای تصمیمات آماده‌ی استفاده در محل، باید هزینه‌ی اولیه را در مقابل طول عمر مورد انتظار و دفعات نگهداری بسنجید.

تجزیه و تحلیل مواد به مواد: PTFE، پلی اورتان، لاستیک

PTFE (پلی تترافلوئورواتیلن): اصطکاک کم، مقاومت شیمیایی بالا

PTFE به دلیل بی‌اثر بودن شیمیایی و ضریب اصطکاک بسیار پایین، بسیار ارزشمند است. برای آب‌بندهای خراشنده، PTFE و انواع PTFE پر شده (پر شده با کربن، برنز، شیشه) در مواردی که حمله شیمیایی یا محدوده دمایی بسیار وسیعی وجود دارد، استفاده می‌شوند. PTFE با مواد شیمیایی تهاجمی و در محیط‌های برودتی تا دمای بالا (تا دمای حدود ۲۶۰ درجه سانتیگراد) عملکرد خوبی دارد.PTFE - ویکی پدیا).

محدودیت‌ها: PTFE خالص دارای بازگشت الاستیک کم و تمایل به جریان سرد تحت بارهای استاتیک است، بنابراین برای کاربردهای تراشیدن دینامیکی اغلب در هندسه‌های مهندسی شده یا به عنوان یک ماده پر شده استفاده می‌شود. پرکننده‌ها مقاومت سایش را افزایش داده و خزش را کاهش می‌دهند، اما می‌توانند اصطکاک و هزینه را افزایش دهند.

پلی اورتان (PU): بهترین مقاومت در برابر سایش

پلی اورتان‌های ترموپلاستیک یا ترموست به طور گسترده برای درزگیرهای خراشنده استفاده می‌شوند، جایی که سایش مکانیکی ناشی از شن و ذرات، تهدید اصلی است. پلی اورتان مقاومت عالی در برابر پارگی و برش، قابلیت تحمل بار بالا و خاصیت ارتجاعی خوبی دارد که به حفظ تماس با میله در شرایط مختلف کمک می‌کند. محدوده دمای کارکرد معمول بسته به فرمولاسیون متفاوت است (معمولاً حدود -40 درجه سانتیگراد تا +80 درجه سانتیگراد، با گریدهای تخصصی بالاتر)؛ به ... مراجعه کنید.پلی اورتان - ویکی پدیا.

محدودیت‌ها شامل آسیب‌پذیری در برابر مواد شیمیایی خاص (اکسیدکننده‌های قوی، برخی هیدروکربن‌ها یا کتون‌ها) و هیدرولیز برای گریدهای پایدار در برابر هیدرولیز نیست. انتخاب گرید مناسب در محیط‌های مرطوب یا شیمیایی ضروری است.

لاستیک (الاستومرها): همه کاره و مقرون به صرفه

الاستومرهایی مانند لاستیک نیتریل (NBR)، EPDM، FKM (وایتون) و سیلیکون برای آب‌بندهای خراشنده رایج هستند. آنها الاستیسیته خوب، مقاومت سایشی متوسط ​​و هزینه کم را با هم ترکیب می‌کنند. نیتریل (NBR) برای سیستم‌های روغنی رایج است و محدوده دمایی و مقاومت روغنی معقولی را ارائه می‌دهد (لاستیک نیتریل - ویکی پدیا).

محدودیت‌ها: هر الاستومر دارای بازه‌های شیمیایی و دمایی خاصی است. به عنوان مثال، EPDM برای آب/بخار عالی است اما برای روغن‌های نفتی ضعیف است؛ FKM در برابر گرما و بسیاری از روغن‌ها مقاوم است اما گران است. در شرایط سایش شدید، لاستیک ممکن است سریع‌تر از PU ساییده شود.

مقایسه عملکرد: داده‌ها در کنار هم و جدول انتخاب

جدول زیر تفاوت‌های عملی برای استفاده از آب‌بندهای خراشنده را خلاصه می‌کند. مقادیر و ارزیابی‌های کیفی برای گریدهای تجاری رایج معمول هستند؛ خواص دقیق به فرمولاسیون و پرکننده‌ها بستگی دارد. برای استانداردهای مربوط به ابعاد و آزمایش‌های حلقه اورینگ و آب‌بند، به راهنمای ISO مراجعه کنید (مثلاًسری ISO 3601 برای حلقه‌های اورینگ و آب‌بندهای الاستومری).

منابع: خلاصه مواد و خواص آنها از مراجع معتبر مانندPTFE - ویکی پدیا،پلی اورتان - ویکی پدیا، ولاستیک نیتریل - ویکی پدیابرای استانداردهای ابعادی و تست، به مستندات ISO مانند سری ISO 3601 مراجعه کنید (ایزو).

چگونه جدول را برای تصمیمات دنیای واقعی بخوانیم

- اگر قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و دمای بسیار بالا غالب است، PTFE (تفلون پر شده برای آب‌بندهای خراشنده مقاوم در برابر سایش) را انتخاب کنید.
- اگر آلودگی ناشی از سایش ناشی از خاک، شن یا ذرات فلزی مشکل اصلی باشد، PU اغلب بهترین تعادل بین مقاومت در برابر سایش و خاصیت ارتجاعی را ایجاد می‌کند.
- اگر هزینه و عملکرد عمومی در اولویت باشند و میزان آلودگی متوسط ​​باشد، یک الاستومر (NBR یا EPDM) می‌تواند مناسب باشد.

توصیه‌های خاص برنامه، نکات تست و نصب

آب‌بندهای خراشنده برای سیلندرهای هیدرولیک (تراشنده‌های میله‌ای/برف‌پاک‌کن‌ها)

بهترین روش معمول: از یک خراشنده PU با سایش بالا یا یک چیدمان ترکیبی از پاک‌کننده‌ها استفاده کنید - خراشنده PU اولیه و به دنبال آن یک لبه الاستومر ثانویه برای تضمین تماس آب‌بندی. برای سیلندرهای در معرض مواد شیمیایی یا دماهای بالا (مثلاً در دریا، دوزینگ مواد شیمیایی)، پاک‌کننده‌های PTFE پر شده را در نظر بگیرید تا از تخریب جلوگیری شود.

تست و ارزیابی صلاحیتی که باید انجام دهید

قبل از استقرار کامل، موارد زیر را مشخص یا انجام دهید: آزمایش سایش دینامیکی با دانه‌بندی معرف (آزمایش‌های سایش به سبک ASTM D4040 برای الاستومرها مفید هستند)، آزمایش‌های خیساندن شیمیایی در مایعات معرف (ارزیابی تورم و تغییر سختی) و چرخه دمایی. در صورت امکان، از تأمین‌کننده، برگه‌های اطلاعات مربوط به گریدهای PTFE پر شده و گزارش‌های آزمایش شخص ثالث را درخواست کنید. برای معیارهای ابعادی و عملکردی، به استانداردهایی مانند سری ISO برای آب‌بندهای الاستومری و روش‌های آزمایش ASTM مربوطه مراجعه کنید (ایزو).

نکات نصب و طراحی برای افزایش عمر اسکرابر

• از هندسه صحیح شیار و پیش بارگذاری محوری اطمینان حاصل کنید تا لبه تراشنده بدون کشش بیش از حد، تماس خود را حفظ کند.
• از لبه‌های تیز روی میله‌ها خودداری کنید - برای کاهش بریدگی/سایش، سطح را تا سطح توصیه شده (معمولاً Ra 0.2-0.8 µm برای بسیاری از آب‌بندها) صیقل دهید.
• طرح‌های کامپوزیتی را در نظر بگیرید: پشت PTFE با لبه آب‌بندی نرم، یا بدنه PU با قطعات سایشی قابل تعویض.
• هنگام انتخاب سختی‌سنج برای الاستومرها/پلی‌اورتان، مقاومت سایشی (سخت‌تر) را در مقابل تماس آب‌بندی (نرم‌تر) متعادل کنید. سختی‌سنج‌های معمولی پلی‌اورتان برای خراشنده‌ها بسته به کاربرد، 70 تا 95 Shore A هستند.

تحلیل هزینه چرخه عمر و راهنمای تدارکات

مقایسه هزینه اولیه در مقابل هزینه خدمات بلندمدت

هزینه اولیه مواد: PTFE (بالاترین) > PU (متوسط) > لاستیک (پایین‌ترین). اما برای شرایط سایشی و با زمان از کارافتادگی بالا، یک خراشنده PU یا PTFE پرهزینه‌تر اغلب به دلیل فواصل سرویس بسیار طولانی‌تر و کاهش آسیب آب‌بند ثانویه، هزینه کل چرخه عمر را کاهش می‌دهد. هنگام مشخص کردن مواد، از داده‌های چرخه عمر تأمین‌کننده یا مطالعات موردی میدانی درخواست کنید.

علائم کیفیت برای بررسی از یک تامین کننده

از تأمین‌کنندگان بالقوه موارد زیر را درخواست کنید: گواهی‌نامه‌های مواد (درجه مواد اولیه و پرکننده‌ها)، تلرانس‌های ابعادی، گزارش‌های اندازه‌گیری سختی/دوومتری و داده‌های تست سایش آزمایشگاهی یا میدانی. رعایت استانداردهای صنعتی و همکاری‌های تحقیق و توسعه با دانشگاه‌ها یا نهادهای آزمایش، شاخصی قوی از توانایی فنی است.

نمونه زبان مشخصات برای تدارکات

مثال: آب‌بندهای تراشنده برای سیلندرهای هیدرولیک میله‌ای ۵۰ میلی‌متری تهیه کنید؛ جنس: پلی‌اورتان (85 Shore A) با فرمولاسیون پایدار در برابر هیدرولیز؛ دمای کارکرد مورد انتظار -20°C تا +80°C؛ مقاومت سایشی ≥ X سیکل طبق ASTM D5963 یا معادل آن؛ تلرانس ابعادی ±0.1 میلی‌متر. روش آزمایش را مطابق با استاندارد صنعت خود تنظیم کنید؛ تأمین‌کنندگان باید معادل بودن را تأیید کنند.

پلی‌پک: قابلیت‌های فنی و ارائه محصول

شرکت Polypac یک تولیدکننده‌ی علمی و فنی آب‌بندهای هیدرولیک و تأمین‌کننده‌ی آب‌بندهای روغنی است که در تولید آب‌بند، توسعه‌ی مواد آب‌بند و راه‌حل‌های آب‌بندی سفارشی برای شرایط کاری ویژه تخصص دارد. Polypac که در سال ۲۰۰۸ تأسیس شد، کار خود را با تولید آب‌بندهای PTFE پرشده، از جمله PTFE پرشده با برنز، PTFE پرشده با کربن، PTFE گرافیتی، PTFE پرشده با MoS₂ و PTFE پرشده با شیشه آغاز کرد. امروزه، این شرکت خط تولید خود را گسترش داده و شامل اورینگ‌های ساخته‌شده از NBR، FKM، سیلیکون، EPDM و FFKM نیز می‌شود.

کارخانه و قابلیت‌ها: کارخانه تولید حلقه لاستیکی سفارشی و اورینگ Polypac مساحتی بیش از 10،000 متر مربع را پوشش می‌دهد که فضای کارخانه آن 8000 متر مربع است. تجهیزات تولید و آزمایش از پیشرفته‌ترین تجهیزات در صنعت هستند. Polypac به عنوان یکی از بزرگترین شرکت‌های چین که به تولید و توسعه آب‌بندی اختصاص دارد، همکاری بلندمدتی با دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی داخلی و بین‌المللی دارد.

نقاط قوت و تمایز رقابتی:

• تحقیق و توسعه مواد: تجربه در فرمولاسیون‌های PTFE پر شده که تعادل بین مقاومت در برابر سایش و عملکرد خزش را برقرار می‌کنند.
• تولید در مقیاس بزرگ با آزمایش‌های مدرن: کنترل تلرانس تکرارپذیر و قابلیت ردیابی مواد.
• راهکارهای سفارشی: بهینه‌سازی هندسه و ترکیب برای آب‌بندهای خراشنده در سایش شدید، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا کاربردهای دمای شدید.

محصولات اصلی مرتبط با انتخاب آب‌بندهای تراشنده: اورینگ، آب‌بندهای میله‌ای، آب‌بندهای پیستونی، آب‌بندهای فنری انتهایی، آب‌بندهای تراشنده، آب‌بندهای چرخشی، حلقه‌های پشتیبان، حلقه‌های گرد و غبار. برای پروژه‌هایی که به داده‌های سایش خاص یا مواد سفارشی نیاز دارند، Polypac می‌تواند گزارش‌های آزمایش، نمونه‌ها و توسعه مشترک را ارائه دهد.

سوالات متداول — سوالات متداول

۱. کدام ماده برای آب‌بندهای خراشنده در تجهیزات هیدرولیک فضای باز و پرگرد و غبار مناسب‌تر است؟

پلی اورتان به دلیل مقاومت سایشی و پارگی عالی همراه با خاصیت ارتجاعی خوب، اغلب بهترین انتخاب است. برای قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا نوسانات دمایی بسیار گسترده، بسته به اولویت‌ها، محلول PTFE پر شده یا طرح کامپوزیتی (PU + الاستومر) را در نظر بگیرید.

۲. آیا آب‌بندهای تراشنده PTFE می‌توانند جایگزین برف‌پاک‌کن‌های الاستومر در سیلندرهای هیدرولیک شوند؟

بله، در کاربردهایی که در معرض مواد شیمیایی یا دمای بالا قرار دارند و الاستومرها تخریب می‌شوند. با این حال، PTFE خالص خاصیت ارتجاعی کمی دارد؛ برای حفظ عملکرد پاک‌کنندگی/تماس، PTFE پر شده یا پروفیل‌های مهندسی شده توصیه می‌شوند.

۳. چگونه می‌توانم قبل از نصب، درزگیرهای تراشنده را آزمایش کنم؟

آزمایش‌های سایش را با استفاده از آلاینده‌های نمونه، آزمایش‌های خیساندن شیمیایی در محیطی که آب‌بند با آن مواجه می‌شود و چرخه‌های دمایی انجام دهید. برای اعتبارسنجی، برگه‌های اطلاعات مواد، نمودارهای سایش آزمایشگاهی و در صورت امکان، نمونه‌های آزمایش میدانی را درخواست کنید.

۴. چه نوع پرداخت سطح ماشینکاری/میله برای آب‌بندهای تراشنده توصیه می‌شود؟

یک سطح صاف و بدون آسیب، سایش را کاهش می‌دهد. برای بسیاری از آب‌بندهای خراشنده، میله‌ای با Ra بین 0.2 تا 0.8 میکرومتر قابل قبول است؛ لبه‌های تیز و پلیسه‌ها را از بین می‌برد. آبکاری کروم سخت یا نیترید، مقاومت سایشی میله‌ها را در محیط‌های ساینده بهبود می‌بخشد.

۵. چند وقت یکبار باید آب‌بندهای تراشنده بازرسی یا تعویض شوند؟

فراوانی بازرسی به میزان کارکرد و آلودگی بستگی دارد. برای کارهای سنگین و سایشی، در هر دوره نگهداری عمده (مثلاً ماهانه تا سه ماهه) بازرسی انجام دهید. در صورت مشاهده ساییدگی، ترک خوردگی یا از بین رفتن عملکرد پاک کنندگی لبه، آن را تعویض کنید. یک برنامه نگهداری پیش بینی شده بر اساس داده های عمر مفید، ایده آل است.

۶. آیا طرح‌های خراشنده کامپوزیتی وجود دارد که مزایای مواد را با هم ترکیب کند؟

بله. طرح‌های کامپوزیتی معمول از یک لایه پشتی صلب یا کم خزش (پر شده با PTFE) با یک الاستومر یا لبه PU نرم‌تر استفاده می‌کنند تا مقاومت شیمیایی را با تماس آب‌بندی خوب و مقاومت در برابر سایش ترکیب کنند. این طرح‌ها در کاربردهای هیدرولیک تخصصی رایج هستند.

تماس/درخواست: برای انتخاب مواد سفارشی، داده‌های آزمایش، نمونه‌ها یا آب‌بندهای تراشنده سفارشی، با تیم فروش فنی Polypac تماس بگیرید تا شرایط کاربرد شما (محدوده دما، آلاینده‌ها، محیط، هندسه میله و عمر مورد انتظار) را بررسی کنند. جزئیات محصول را مشاهده کنید و برای حلقه‌های اورینگ، آب‌بند میله‌ای، آب‌بند پیستون، آب‌بند فنری انتهایی، آب‌بند تراشنده، آب‌بند چرخشی، حلقه‌های پشتیبان و حلقه‌های گرد و غبار درخواست قیمت کنید.

مطالعه بیشتر و استانداردها: خواص PTFE (ویکی‌پدیا)، نمای کلی پلی اورتان (ویکی‌پدیا)، لاستیک نیتریل (ویکی‌پدیا) و استانداردهای مهر و موم ISO (به عنوان مثال،ایزو ۳۶۰۱).