सिलिकॉन कार्बाइड बनाम ग्रेफाइट: मैकेनिकल सील के लिए इष्टतम सामग्री

रोटरी यूनियन औद्योगिक उपकरणों में स्थिर पाइपों और घूर्णन घटकों के बीच महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में कार्य करते हैं, जो रिसाव के बिना तरल पदार्थों (तरल या गैसों) के निर्बाध हस्तांतरण को सक्षम करते हैं। हालाँकि, घटकों के बीच निरंतर सापेक्ष गति अनिवार्य रूप से घिसाव की ओर ले जाती है, जो सीधे परिचालन दक्षता और उपकरण के जीवनकाल को प्रभावित करती है। रोटरी यूनियनों और मैकेनिकल सीलों में उपयोग की जाने वाली प्रमुख सामग्रियों में से, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) और ग्रेफाइट अपनी विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के लिए अलग दिखते हैं, जिनमें से प्रत्येक विभिन्न परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त है।

एक सटीक यांत्रिक उपकरण के रूप में, रोटरी यूनियन लीक-प्रूफ प्रदर्शन बनाए रखते हुए स्थिर पाइपलाइनों और घूर्णन भागों के बीच तरल पदार्थ के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं। उनके अनुप्रयोग कई उद्योगों में फैले हुए हैं:

• कागज निर्माण: घूर्णन सुखाने वाले सिलेंडरों को भाप या गर्म पानी पहुंचाना
• कपड़ा उत्पादन: घूर्णन रोलर्स के माध्यम से शीतलन जल या हीटिंग तेल का परिसंचरण
• प्लास्टिक उद्योग: थर्मल ट्रांसफर तरल पदार्थों के साथ मोल्ड तापमान को विनियमित करना
• इस्पात निर्माण: निरंतर कास्टिंग उपकरण को ठंडा करना
• मशीन उपकरण: घूर्णन स्पिंडल को शीतलक की आपूर्ति करना

ये मांग वाले अनुप्रयोग रोटरी यूनियनों को उच्च घूर्णी गति, ऊँचे दबाव, अत्यधिक तापमान और संक्षारक माध्यम सहित चरम स्थितियों के अधीन करते हैं - जिससे सामग्री चयन विश्वसनीयता और दीर्घायु के लिए सर्वोपरि हो जाता है।

यह सिलिकॉन-कार्बन यौगिक अर्धचालक असाधारण कठोरता को उत्कृष्ट तापीय और रासायनिक प्रतिरोध के साथ जोड़ता है। हीरे के करीब मोह कठोरता के साथ, SiC प्रदर्शित करता है:

• उच्च गति घूर्णन के तहत बेहतर घिसाव प्रतिरोध
• ऊँचे तापमान पर उत्कृष्ट तापीय स्थिरता
• अम्ल, क्षार और लवण के विरुद्ध उल्लेखनीय संक्षारण प्रतिरोध
• प्रभावी ऊष्मा अपव्यय के लिए उच्च तापीय चालकता

ये गुण SiC को रोटरी यूनियनों में मैकेनिकल सील फेसेस, बेयरिंग और नोजल के लिए आदर्श बनाते हैं, जो आमतौर पर ग्रेफाइट या अन्य सामग्रियों के साथ जोड़े जाते हैं।

ग्रेफाइट की अद्वितीय परतदार क्रिस्टलीय संरचना प्राकृतिक स्नेहन और तापीय स्थिरता प्रदान करती है, जो प्रदान करती है:

• अंतरपरत स्लाइडिंग के माध्यम से कम-घर्षण प्रदर्शन
• उच्च तापमान लचीलापन
• विद्युत चालकता
• रासायनिक निष्क्रियता
• हल्के गुण

आमतौर पर सील और इलेक्ट्रोड में उपयोग किया जाता है, ग्रेफाइट की स्व-चिकनाई विशेषताएं रोटरी यूनियनों में घर्षण को कम करती हैं, जब SiC जैसी कठोर सामग्री के साथ जोड़ा जाता है तो सेवा जीवन का विस्तार होता है।

रोटरी यूनियन डिज़ाइनर आमतौर पर इन सामग्रियों को पूरक विन्यासों में जोड़ते हैं:

सबसे आम युग्मन, जहाँ SiC ग्रेफाइट के स्नेहन के विरुद्ध घिसाव प्रतिरोध प्रदान करता है, जो मामूली अपघर्षक कणों के साथ उच्च गति, उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

गंभीर रूप से अपघर्षक या संक्षारक वातावरण में उपयोग किया जाता है, हालाँकि SiC की अंतर्निहित घर्षण विशेषताओं के कारण अतिरिक्त स्नेहन की आवश्यकता होती है।

मध्यम-ड्यूटी अनुप्रयोगों के लिए अच्छे स्नेहन के साथ मध्यम घिसाव प्रतिरोध को संतुलित करता है।

कई परिचालन पैरामीटर सेवा जीवन को प्रभावित करते हैं:

• घूर्णी वेग
• द्रव रसायन विज्ञान और तापमान
• सिस्टम दबाव
• संदूषक उपस्थिति
• स्नेहन गुणवत्ता
• विनिर्माण की सटीकता

इष्टतम प्रदर्शन के लिए उचित सामग्री चयन के साथ-साथ इन चरों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।

सिलिकॉन कार्बाइड और ग्रेफाइट के पूरक गुण इंजीनियरों को विविध औद्योगिक चुनौतियों के लिए रोटरी यूनियन डिज़ाइन करने में सक्षम बनाते हैं। जबकि SiC कठोर, अपघर्षक वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है, ग्रेफाइट उच्च गति अनुप्रयोगों में आवश्यक स्नेहन प्रदान करता है। इन सामग्री विशेषताओं को समझने से सूचित चयन निर्णय लेने की अनुमति मिलती है जो घूर्णन मशीनरी प्रणालियों में उपकरण विश्वसनीयता और परिचालन दक्षता को अधिकतम करते हैं।