Materiál PEEK (polyéteréterketón) sa vďaka svojim vynikajúcim komplexným vlastnostiam stal kľúčovou alternatívou k tradičným materiálom (ako je PTFE, kov, PA, PPS atď.) v oblasti tesnenia čerpadiel a ventilov. Je obzvlášť vhodný do náročných prevádzkových podmienok zahŕňajúcich vysokú teplotu, vysoký tlak, silnú koróziu a vysoké požiadavky na čistotu.
I. Základné aplikačné scenáre
Použitie PEEK v tesneniach čerpadiel a ventilov je veľmi rozsiahle a zahŕňa najmä nasledujúce scenáre:
Petrochemický a energetický priemysel:
Aplikačné komponenty: Tesniace krúžky pre ropovody a plynovody, tesnenia vrtných nástrojov, tesnenia ventilov (napr. guľové ventily, regulačné ventily), tesniace krúžky čerpadiel (napr. ponorné elektrické čerpadlá), dosky ventilov kompresorov atď.
Charakteristiky prevádzkových podmienok: Médium často obsahuje vysoko korozívne zložky, ako je sírovodík, oxid uhličitý a soľanka, a pracuje v prostredí s vysokou teplotou a vysokým tlakom.
Základ dokumentu: Viaceré dokumenty výslovne uvádzajú, že tesnenia z PEEK dokážu účinne odolávať korozívnym médiám v surovej rope, zachovávať si rozmerovú stabilitu a tesniaci výkon pri vysokej teplote a tlaku a mať životnosť ďaleko presahujúcu tradičné materiály ako PTFE. V oblasti ropy a zemného plynu PEEK postupne nahrádza PTFE ako materiál pre tesniace krúžky.
Chemický priemysel:
Aplikačné komponenty: Chemické čerpadlá a ventily, tesnenia reaktorov, spojky potrubí, filtračné prvky odolné voči korózii atď.
Charakteristiky prevádzkových podmienok: Kontakt s rôznymi chemikáliami, ako sú silné kyseliny, silné zásady a organické rozpúšťadlá, čo vyžaduje extrémne vysokú chemickú inertnosť a čistotu materiálu.
Základ dokumentu: PEEK vykazuje vynikajúcu chemickú odolnosť; zvyčajne ho môže rozpustiť alebo poškodiť iba koncentrovaná kyselina sírová a jeho odolnosť voči korózii je porovnateľná s niklovou oceľou. Jeho samomazacie vlastnosti eliminujú alebo znižujú potrebu mazacieho oleja, čím sa zásadne zabraňuje kontaminácii reakčného média mazivami.
Všeobecné strojárstvo a špičková výroba:
Aplikačné komponenty: Priemyselné ventily, tesnenia hydraulických systémov, tesnenia ložísk, tesnenia vákuových čerpadiel atď.
Charakteristiky prevádzkových podmienok: Požiadavky na odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave, dlhú životnosť a prevádzku, ktorá môže byť sprevádzaná vysokými teplotami alebo korozívnym prostredím.
Základ dokumentu: PEEK kombinuje vynikajúcu tuhosť, húževnatosť a odolnosť proti únave s dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu (koeficient trenia len 0,1 – 0,4). Dokáže si udržať výkon pri teplotách až do 250 °C, vďaka čomu je vhodný pre scenáre s vysokým zaťažením a vysokým opotrebením.
Všeobecné strojárstvo a špičková výroba:
Aplikačné komponenty: Priemyselné ventily, tesnenia hydraulických systémov, tesnenia ložísk, tesnenia vákuových čerpadiel atď.
Charakteristiky prevádzkových podmienok: Požiadavky na odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave, dlhú životnosť a prevádzku, ktorá môže byť sprevádzaná vysokými teplotami alebo korozívnym prostredím.
Základ dokumentu: PEEK kombinuje vynikajúcu tuhosť, húževnatosť a odolnosť proti únave s dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu (koeficient trenia len 0,1 – 0,4). Dokáže si udržať výkon pri teplotách až do 250 °C, vďaka čomu je vhodný pre scenáre s vysokým zaťažením a vysokým opotrebením.
II. Výhody výkonnosti a odôvodnenie substitúcie
Nahradenie iných materiálov materiálom PEEK v oblasti tesnení čerpadiel a ventilov je primárne založené na nasledujúcich výkonnostných výhodách:
Výnimočná chemická odolnosť voči korózii: Odolný voči väčšine kyselín, zásad, uhľovodíkov a rozpúšťadiel s výkonom blízkym niklovej oceli, pričom ďaleko prevyšuje bežné technické plasty. Vďaka tomu je ideálnou vylepšenou alternatívou k PTFE v chemickom a ropnom a plynárenskom priemysle.
Vynikajúca odolnosť voči vysokým teplotám: Dlhodobá prevádzková teplota až do 260 °C, krátkodobo odolná voči teplotám nad 300 °C s vysokým zaťažením a teplotnou deformáciou. To zaisťuje, že tesnenia nezmäknú ani nezlyhajú v kvapalinách alebo prostrediach s vysokou teplotou.
Vynikajúce mechanické vlastnosti a rozmerová stabilita: Vysoká pevnosť, vysoká tuhosť v spojení s dobrou húževnatosťou. Vynikajúca odolnosť proti tečeniu a únave pri striedavom namáhaní a dlhodobom tlaku, udržiavanie tesného kontaktu tesniacich povrchov, aby sa zabránilo úniku.
Nízke trenie a samomazanie: Nízky koeficient trenia so samomazacími účinkami. Táto vlastnosť ho robí obzvlášť vhodným pre aplikácie, kde sa mazací olej nemôže alebo by sa nemal používať (napr. potraviny, liečivá, vysoko čisté chemikálie), a znižuje opotrebenie, čím predlžuje životnosť tesnenia.
Extrémne nízka absorpcia vlhkosti a odolnosť voči hydrolýze: Miera absorpcie nasýtenej vody pri 23 °C je iba 0,4 % a výkon zostáva stabilný pri vysokej teplote, vysokotlakovej pare a horúcej vode. Zabraňuje rozmerovým zmenám a zlyhaniu tesnenia v dôsledku rozťažnosti absorpciou vody, vhodný pre parné systémy a vlhké prostredie.
Vysoká čistota a nízke uvoľňovanie plynov: Čisté spracovanie, vhodné pre tesnenia čerpadiel a ventilov v odvetviach s extrémne vysokými požiadavkami na čistotu, ako sú polovodiče a farmaceutický priemysel.
Prekonanie nedostatkov tradičných materiálov: Dokumenty konkrétne poukazujú na to, že tradičný tesniaci materiál ropovodov PTFE (polytetrafluóretylén), aj keď je vystužený kompozitom, stále trpí problémami, ako je rýchle opotrebovanie, tečenie za studena (creep) a ľahké lomenie pri vysokej teplote a tlaku. Tesniace krúžky PEEK prekonávajú tieto nedostatky a zároveň si zachovávajú odolnosť proti korózii porovnateľnú s PTFE, vďaka čomu sú ideálnym vylepšeným materiálom.
III. Typické prípady použitia
Medzi konkrétne prípady použitia PEEK v tesneniach čerpadiel a ventilov patria:
Tesnenia olejového čerpadla, tesnenia v tvare 3, tesniace krúžky čerpadla a ventilov.
Ventily, telesá čerpadiel, ložiská a tesnenia pre chemické čerpadlá a ventily.
Tesniace komponenty pre kryogénne guľové ventily a termoplastické kompozitné rúry v subsolných ropných poliach.
Používajú sa ako dosky ventilov kompresorov, piestne krúžky a rôzne tesnenia v mechanických zariadeniach.
IV. Prepojené spoločnosti
III. Typické prípady použitia
Medzi konkrétne prípady použitia PEEK v tesneniach čerpadiel a ventilov patria:
Tesnenia olejového čerpadla, tesnenia v tvare 3, tesniace krúžky čerpadla a ventilov.
Ventily, telesá čerpadiel, ložiská a tesnenia pre chemické čerpadlá a ventily.
Tesniace komponenty pre kryogénne guľové ventily a termoplastické kompozitné rúry v subsolných ropných poliach.
Používajú sa ako dosky ventilov kompresorov, piestne krúžky a rôzne tesnenia v mechanických zariadeniach.
IV. Prepojené spoločnosti
Medzi spoločnosti, ktoré dodávajú materiály alebo produkty PEEK v oblasti tesnenia čerpadiel a ventilov, patria:
Victrex (Spojené kráľovstvo): Svetový líder v oblasti PEEK, ktorého vysokovýkonné riešenia sa používajú v náročných tesniacich prostrediach pri prieskume ropy.
Spoločnosť Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.: Špecializuje sa na výrobu modifikovaných materiálov a produktov z PEEK. Produkty ako skrutky, káblové zväzky a tesnenia z PEEK sa priamo používajú v scenároch, ako sú olejové čerpadlá a ventily.
V. Zhrnutie
Stručne povedané, materiál PEEK vďaka svojej jedinečnej kombinácii vlastností – odolnosti voči korózii, odolnosti voči vysokej teplote a tlaku, odolnosti voči opotrebovaniu, samomaznosti a rozmerovej stabilite – rieši nedostatky tradičných materiálov v extrémnych prevádzkových podmienkach v oblasti tesnenia čerpadiel a ventilov. Nielenže výrazne zlepšuje spoľahlivosť a životnosť tesnení, čím znižuje náklady na údržbu, ale spĺňa aj požiadavky na čistotu a bezkontaminačné vlastnosti špeciálnych odvetví (ako sú polovodiče, farmaceutický priemysel a potravinárstvo). S trendom nahrádzania ocele plastmi a lokalizáciou špičkových zariadení sa očakáva, že miera penetrácie PEEK v tejto kritickej oblasti základných komponentov tesnenia čerpadiel a ventilov bude naďalej rásť.
