กลไกการเกิดออกซิเดชันของกราไฟต์และขีดจำกัดอุณหภูมิ: การสูญเสียมวลตั้งแต่ประมาณ 450℃, การอัดซึมที่ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน และข้อจำกัดของสื่อและสภาพแวดล้อม

“กราไฟต์ทนต่ออุณหภูมิสูง” เป็นความจริง — แต่มีเงื่อนไขคือสภาพแวดล้อม กราไฟต์ไม่หลอมเหลว (การระเหิดเกิดที่อุณหภูมิสูงกว่า 3000℃ ที่ความดันบรรยากาศ) แต่จะเผาไหม้: ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนจะเกิดการออกซิเดชัน ซึ่งจะเร็วขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น ขีดจำกัดอุณหภูมิของแหวนซีลมักถูกกำหนดโดยการเกิดออกซิเดชันและสารอัดซึม ไม่ใช่ตัวกราไฟต์เอง

I. กลไกการเกิดออกซิเดชัน: เริ่มต้นที่ 450℃

ปฏิกิริยาคาร์บอน-ออกซิเจนเป็นการเกิดออกซิเดชันแบบปล่อยความร้อน มีสามจุดสำคัญของอุณหภูมิที่มีผลในทางปฏิบัติ:

1.ตั้งแต่ประมาณ 450℃ ในอากาศ การสูญเสียมวลจากการเกิดออกซิเดชันจะเร่งขึ้นและเริ่มเห็นการสึกกร่อนที่ผิว

2.ทุกการเพิ่มขึ้น 50-100℃ จะทำให้อัตราการเกิดออกซิเดชันเพิ่มขึ้นหลายเท่า

3.การเกิดออกซิเดชันไม่ได้เกิดแค่ที่ผิวเท่านั้น: สื่อจะซึมผ่านรูพรุนเปิดและทำลายผนังรูพรุน — ชิ้นงานที่พรุนจะเกิดออกซิเดชันเร็วกว่าแหวนที่อัดซึม

นี่ทำให้การอัดซึมมีวัตถุประสงค์ที่สองนอกจากการซีล: การเติมรูพรุนช่วยลดพื้นที่สัมผัสกับออกซิเจนอย่างมาก เพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันในเวลาเดียวกัน

II. สภาพแวดล้อมกำหนดขีดจำกัด: สามเส้นอุณหภูมิ

อุณหภูมิใช้งานต้องพิจารณาตามสภาพแวดล้อม:

1.บรรยากาศเฉื่อยหรือบรรยากาศที่ลดสภาพ (ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน, สุญญากาศ): ตัวกราไฟต์ทนได้เกิน 600℃

2.สื่อที่ไม่ทำให้เกิดออกซิเดชัน (น้ำมันส่วนใหญ่, น้ำ, สื่อเคมีที่ไม่มีออกซิเจน): 600℃ ยังใช้ได้ แต่จำกัดโดยสารอัดซึม

3.อากาศหรือสื่อที่มีออกซิเจน: ตั้งแต่ประมาณ 450℃ การเกิดออกซิเดชันจะเป็นข้อจำกัดและอุณหภูมิใช้งานระยะยาวต้องลดลง

ภายในเส้นที่สาม สารอัดซึมเป็นข้อจำกัดที่เข้มงวดกว่า: แหวนที่อัดซึมด้วยเรซินมักใช้งานต่อเนื่องในระดับ 200℃ (ฟีนอลิก) การอัดซึมด้วยโลหะ (แอนติโมนี, ทองแดง) ทนได้สูงกว่า — สารอัดซึมจะเสียก่อนตัวกราไฟต์

III. แนวทางวิศวกรรมเพื่อเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน

แนวทางที่ 1: การอัดซึมป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

สารอัดซึมชนิดฟอสเฟตจะสร้างชั้นแก้วในรูพรุนและบนผิว ป้องกันการสัมผัสระหว่างออกซิเจนกับคาร์บอน และเพิ่มอุณหภูมิใช้งานในอากาศ เหมาะสำหรับท่อลมร้อนและอุปกรณ์เสริมของเตาเผาอุณหภูมิสูง

แนวทางที่ 2: การป้องกันด้วยบรรยากาศและโครงสร้าง

1.รักษาผิวสัมผัสให้จมอยู่ในของเหลวหรือบรรยากาศเฉื่อย เพื่อไม่ให้แหวนกราไฟต์สัมผัสกับอากาศร้อน

2.ใช้ระบบล้างเพื่อควบคุมอุณหภูมิห้องควบคุม ให้ต่ำกว่าเส้นการเกิดออกซิเดชันตั้งแต่ต้นทาง

3.ในกรณีที่หลีกเลี่ยงการสัมผัสออกซิเจนอุณหภูมิสูงไม่ได้ ให้เปลี่ยนแหวนสำคัญเป็นวัสดุที่ไม่เกิดออกซิเดชัน เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์

IV. รายการตรวจสอบสำหรับการเลือก

1.ส่วนประกอบของสื่อ: ปริมาณออกซิเจนและส่วนประกอบที่ทำให้เกิดออกซิเดชัน (ไอน้ำร้อนเกินและ CO2 ร้อนก็ทำให้เกิดออกซิเดชันได้)

2.อุณหภูมิการทำงานและช่วงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

3.ความเข้ากันได้ทางเคมีกับสารอัดซึมและสื่อ

4.อายุการใช้งานที่คาดหวังและการสูญเสียจากการเกิดออกซิเดชันที่ยอมรับได้ต่อปี

Huahao Sealing จะตรวจสอบสื่อและอุณหภูมิเมื่อรับคำสั่งซื้อ; สำหรับงานอุณหภูมิสูงแบบกำหนดเอง ระบบการอัดซึมจะได้รับการยืนยันก่อน กราไฟต์ไม่มีขีดจำกัดอุณหภูมิเดียว — ขีดจำกัดคือจุดตัดของสื่อ อุณหภูมิ และการอัดซึม