카본 그라파이트, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드의 조합: 연-경 원리, 일반적인 조합 및 피해야 할 사항

씰 고장 분석에서 가장 흔한 실수 중 하나는 각각 우수한 재료를 잘못 조합하는 것입니다. 카본 그라파이트, 실리콘 카바이드, 텅스텐 카바이드는 모두 단독으로 뛰어나지만, 함께 사용할지는 마모가 어느 쪽에 집중되는지에 따라 달라집니다. 이 글에서는 페어링 논리, 일반 조합 및 네 가지 금지 사항을 설명합니다.

I. 왜 연질-경질 조합이 우선인가

면 마모는 희생 링에 집중되어야 합니다. 연질 링은 보통 카본 그라파이트로, 건식 마찰 계수 0.04–0.15, 압축 강도 150–300 MPa이며, 운전 중 적응하고 미세 편차를 허용하며 윤활막이 파괴될 때 자기 윤활성을 발휘합니다. 경질 링은 0.0009 mm 급 평탄도를 유지하며 매체 공격에 저항합니다. 연질-연질 조합은 마모가 두 배가 되고 형상을 파괴하며, 경질-경질 조합은 완충재가 없어 일시적 건식 접촉이 균열 또는 고착으로 바로 이어집니다.

II. 일반 조합과 그 용도

2.1 카본 그라파이트 대 반응 결합 실리콘 카바이드

기본 조합입니다. 실리콘 카바이드는 열전도율이 높고 내마모성 및 대부분 산과 알칼리에 강하며, 카본 그라파이트 링이 마모를 담당합니다. 화학 원심 펌프 및 공정 펌프에 표준으로 사용되며 약 3 MPa 이하 대부분의 작업에 적합합니다.

2.2 카본 그라파이트 대 텅스텐 카바이드

코발트 또는 니켈 바인더가 결합된 WC는 약간 더 연하지만 강인하여 고압 또는 경미한 고체 입자에 적합합니다. 단, 코발트 바인더는 일부 산성 또는 암모니아 함유 매체에서 부식되므로 그 경우 니켈 바인더 또는 실리콘 카바이드로 전환해야 합니다.

2.3 SiC 대 SiC

경질-경질 조합의 예외입니다: 고체 입자, 슬러리, 펄프 작업에서는 연질 링이 입자에 의해 파손되므로 두 경질 면을 사용하며 충분한 플러시 윤활이 필요합니다. 이 조합은 건강한 액체 윤활막이 필수이며 잘못 구성되면 빠르게 고장납니다.

2.4 카본 그라파이트 대 알루미나

약간 부식성 있는 깨끗한 물 매체에 저비용 대안입니다. 세라믹은 취성이 있어 열충격에 균열이 발생하므로 고압에는 권장하지 않습니다.

III. 네 가지 금지 사항

1.깨끗한 물이나 저점도 경질 탄화수소에서는 경질-경질 조합 금지: 윤활성이 낮고 카본 그라파이트 복귀가 없어 한 번의 건식 접촉으로 면이 고착될 수 있습니다.

2.카본 그라파이트 대 카본 그라파이트 금지: 양쪽 면 모두 마모되어 평탄도가 급격히 무너지고 누수가 통제 불능 상태가 됩니다.

3.함침 재료와 매체 불일치 금지: 퓨란 수지는 산과 알칼리에 견디고 PTFE는 거의 모든 매체에 적합하지만, 잘못된 함침재는 연질 링을 화학적으로 손상시킵니다.

4.경도만으로 판단 금지: 열전도율이 약 20 W/(m·K) 이하인 경질 재료는 고속에서 열점 확산이 어려워 열균열 위험이 증가합니다.

IV. 결정 순서

먼저 매체와 윤활성을 확정해야 하며, 이것이 경질-경질 조합 허용 여부를 결정합니다. 다음으로 고체 입자 함량이 연질 링 생존 여부를 결정하며, 마지막으로 온도와 압력이 함침 유형과 균형 비율을 결정합니다. Huahao Sealing은 도면에 맞춘 카본 및 함침 카본 그라파이트 링을 제조하며 연질 링 재료와 함침에 관한 자문을 제공합니다. 2024년 8월에 출시된 CTE 온라인 선택 시스템은 열적 매칭 파라미터 검증에 도움을 줍니다.