Material PEEK (polietereterketon) je zaradi svojih izjemnih celovitih lastnosti postal ključna alternativa tradicionalnim materialom (kot so PTFE, kovina, PA, PPS itd.) na področju tesnjenja črpalk in ventilov. Še posebej je primeren za zahtevne obratovalne pogoje, ki vključujejo visoke temperature, visok tlak, močno korozijo in visoke zahteve glede čistoče.
I. Osnovni scenariji uporabe
Uporaba PEEK pri tesnjenju črpalk in ventilov je zelo obsežna in zajema predvsem naslednje scenarije:
Petrokemična in energetska industrija:
Uporaba: Tesnilni obroči za naftovode in plinovode, tesnila vrtalnih orodij, tesnila ventilov (npr. krogličnih ventilov, regulacijskih ventilov), tesnilni obroči črpalk (npr. potopnih električnih črpalk), plošče kompresorskih ventilov itd.
Značilnosti obratovalnih pogojev: Medij pogosto vsebuje zelo korozivne sestavine, kot so vodikov sulfid, ogljikov dioksid in slanica, ter deluje v okoljih z visoko temperaturo in visokim tlakom.
Osnova dokumenta: Več dokumentov izrecno navaja, da tesnila iz PEEK učinkovito prenesejo korozivne medije v surovi nafti, ohranjajo dimenzijsko stabilnost in tesnilno sposobnost pri visoki temperaturi in tlaku ter imajo življenjsko dobo, ki daleč presega tradicionalne materiale, kot je PTFE. Na področju nafte in plina PEEK postopoma nadomešča PTFE kot material za tesnilne obroče.
Kemična procesna industrija:
Komponente uporabe: Kemijske črpalke in ventili, tesnila reaktorjev, cevovodni priključki, filtrirni elementi, odporni proti koroziji itd.
Značilnosti obratovalnih pogojev: Stik z različnimi kemikalijami, kot so močne kisline, močne alkalije in organska topila, kar zahteva izjemno visoko kemijsko inertnost in čistost materiala.
Osnova dokumenta: PEEK ima odlično kemično odpornost; običajno ga lahko raztopi ali poškoduje le koncentrirana žveplova kislina, njegova korozijska odpornost pa je primerljiva z nikljevim jeklom. Njegove samomazalne lastnosti odpravljajo ali zmanjšujejo potrebo po mazalnem olju, s čimer se bistveno izognemo kontaminaciji reakcijskega medija z mazivi.
Splošna strojna in visokozmogljiva proizvodnja:
Komponente uporabe: Industrijski ventili, tesnila hidravličnih sistemov, tesnila ležajev, tesnila vakuumskih črpalk itd.
Značilnosti obratovalnih pogojev: Zahteve glede odpornosti proti obrabi, odpornosti proti utrujanju, dolge življenjske dobe in delovanja, ki ga lahko spremljajo visoke temperature ali korozivna okolja.
Osnova dokumenta: PEEK združuje odlično togost, žilavost in odpornost proti utrujanju z dobro odpornostjo proti obrabi (koeficient trenja le 0,1–0,4). Ohranja zmogljivost pri temperaturah do 250 °C, zaradi česar je primeren za scenarije visokih obremenitev in visoke obrabe.
Splošna strojna in visokozmogljiva proizvodnja:
Komponente uporabe: Industrijski ventili, tesnila hidravličnih sistemov, tesnila ležajev, tesnila vakuumskih črpalk itd.
Značilnosti obratovalnih pogojev: Zahteve glede odpornosti proti obrabi, odpornosti proti utrujanju, dolge življenjske dobe in delovanja, ki ga lahko spremljajo visoke temperature ali korozivna okolja.
Osnova dokumenta: PEEK združuje odlično togost, žilavost in odpornost proti utrujanju z dobro odpornostjo proti obrabi (koeficient trenja le 0,1–0,4). Ohranja zmogljivost pri temperaturah do 250 °C, zaradi česar je primeren za scenarije visokih obremenitev in visoke obrabe.
II. Prednosti glede učinkovitosti in utemeljitev zamenjave
Zamenjava drugih materialov s PEEK na področju tesnjenja črpalk in ventilov temelji predvsem na naslednjih prednostih delovanja:
Izjemna kemična odpornost proti koroziji: Odporen na večino kislin, alkalij, ogljikovodikov in topil, z lastnostmi blizu nikljevemu jeklu, ki daleč presegajo lastnosti običajnih inženirskih plastik. Zaradi tega je idealna nadgrajena alternativa PTFE na področju kemikalij ter nafte in plina.
Izjemna odpornost na visoke temperature: Dolgotrajna delovna temperatura do 260 °C, kratkotrajna odpornost nad 300 °C z visoko temperaturo toplotne deformacije pri visoki obremenitvi. To zagotavlja, da se tesnila ne zmehčajo ali odpovedo v tekočinah ali okoljih z visoko temperaturo.
Odlične mehanske lastnosti in dimenzijska stabilnost: Visoka trdnost, visoka togost, skupaj z dobro žilavostjo. Izjemna odpornost proti lezenju in utrujanju pri izmeničnem stresu in dolgotrajnem tlaku, ohranjanje tesnega stika tesnilnih površin za preprečevanje puščanja.
Nizko trenje in samomazanje: Nizek koeficient trenja s samomazalnimi učinki. Zaradi te lastnosti je še posebej primeren za aplikacije, kjer se mazalno olje ne more ali ne sme uporabljati (npr. hrana, farmacevtski izdelki, visoko čiste kemikalije), poleg tega pa zmanjšuje obrabo in podaljšuje življenjsko dobo tesnila.
Izjemno nizka absorpcija vlage in odpornost proti hidrolizi: Stopnja absorpcije nasičene vode pri 23 °C je le 0,4 %, delovanje pa ostaja stabilno pri visoki temperaturi, visokem tlaku pare in vroče vode. Preprečuje dimenzijske spremembe in odpoved tesnjenja zaradi raztezanja zaradi absorpcije vode, primerno za parne sisteme in vlažna okolja.
Visoka čistost in nizko sproščanje plinov: Čista obdelava, primerna za tesnila črpalk in ventilov v panogah z izjemno visokimi zahtevami glede čistoče, kot so polprevodniki in farmacevtski izdelki.
Premagovanje pomanjkljivosti tradicionalnih materialov: Dokumenti posebej poudarjajo, da tradicionalni tesnilni material za naftovode PTFE (politetrafluoroetilen), tudi če je ojačan s kompozitom, še vedno trpi zaradi težav, kot so hitra obraba, hladen tok (lezenje) in enostavno lomljenje pri visoki temperaturi in tlaku. Tesnilni obroči PEEK premagajo te pomanjkljivosti, hkrati pa ohranjajo odpornost proti koroziji, primerljivo s PTFE, zaradi česar so idealen nadgrajen material.
III. Tipični primeri uporabe
Posebni primeri uporabe PEEK pri tesnjenju črpalk in ventilov vključujejo:
Tesnila oljne črpalke, tesnila v obliki 3, tesnilni obroči črpalke in ventilov.
Ventili, ohišja črpalk, ležaji in tesnila za kemične črpalke in ventile.
Tesnilne komponente za kriogene kroglične ventile in termoplastične kompozitne cevi v naftnih poljih pod soljo.
Uporabljajo se kot plošče kompresorskih ventilov, batni obročki in različna tesnila v mehanski opremi.
IV. Povezane družbe
III. Tipični primeri uporabe
Posebni primeri uporabe PEEK pri tesnjenju črpalk in ventilov vključujejo:
Tesnila oljne črpalke, tesnila v obliki 3, tesnilni obroči črpalke in ventilov.
Ventili, ohišja črpalk, ležaji in tesnila za kemične črpalke in ventile.
Tesnilne komponente za kriogene kroglične ventile in termoplastične kompozitne cevi v naftnih poljih pod soljo.
Uporabljajo se kot plošče kompresorskih ventilov, batni obročki in različna tesnila v mehanski opremi.
IV. Povezane družbe
Med podjetji, ki ponujajo materiale ali izdelke PEEK na področju tesnjenja črpalk in ventilov, so:
Victrex (VB): Vodilni svetovni proizvajalec PEEK-a, čigar visokozmogljive rešitve se uporabljajo v zahtevnih tesnilnih okoljih za raziskovanje nafte.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.: Specializirano za proizvodnjo modificiranih materialov in izdelkov iz PEEK. Izdelki, kot so vijaki, kabelske vezice in tesnila iz PEEK, se neposredno uporabljajo v primerih, kot so oljne črpalke in ventili.
V. Povzetek
Skratka, material PEEK zaradi svoje edinstvene kombinacije lastnosti – odpornosti proti koroziji, odpornosti na visoke temperature in tlak, odpornosti proti obrabi, samomazljivosti in dimenzijske stabilnosti – odpravlja ozka grla tradicionalnih materialov v ekstremnih obratovalnih pogojih na področju tesnjenja črpalk in ventilov. Ne le znatno izboljša zanesljivost in življenjsko dobo tesnil, s čimer zmanjša stroške vzdrževanja, temveč tudi izpolnjuje zahteve glede čistoče in nečistoč v posebnih industrijah (kot so polprevodniki, farmacevtska in živilska industrija). S trendi nadomeščanja jekla s plastiko in lokalizacijo vrhunske opreme se pričakuje, da se bo stopnja prodiranja PEEK na to ključno področje osnovnih komponent tesnjenja črpalk in ventilov še naprej povečevala.
