Hver er besta þéttunarmálið fyrir bergborhugsa? Samanburður á PU/HNBR/PTFE

Spurningin um hvaða þéttunarmáttíð er best hefur óþægilega en nákvæma svar: það kemur ekki við ákveðna þéttunarmáttíð heldur á því hvaða tjónsgerð þú ert að reyna að koma í veg fyrir. PU (pólyúreþán) missir þéttunargildi vegna hitaþrýstis ofanvið 90°C. HNBR (hýdrogenaður nitríl gummí) missir þéttunargildi vegna yfirborðsfrávöxtu í umhverfi með háum þéttingu á hraðeindum. PTFE (póltetraflorefetílen) missir þéttunargildi vegna úttrýstings í rými borðsins ef það er ekki rétt stytt í dýnamískum notkunum. Hver máttíð hefur ákveðna tjónsgerð sem er algengust, og rétta valið er sú máttíð sem hefur minnst líklega þessa tjónsgerð í ákveðnum rekstrarstöðum þínum.

Það hljómar eins og vandamál í efnafræði. Í raunveruleikanum er það mat á staðsetningarskilyrðum með þrjú inntök: starfshitastig, vökvaeindarfræðileg samsetning og tíðni á hreyfihleðslusveiflum. Ef þessi þrjú inntök eru rétt ákvarðuð fer val á efnum af sjálfu sér. Ef þau eru rangt ákvarðuð – eða ef notað er almennt 'staðlað PU-set' fyrir notkun sem krefst HNBR – mistekst viðmiðunin á sama hátt og PU mistekst þegar hún er ofhituð: smám saman og þögn, án ytri leka þar til samþrýstingurinn er fullkominn og umhverfisflæði hefur verið aukist í mánuði.

PU: Sjálfgefinn hreyfiviðmiðunartegund og hitamark hennar

Polyúrethan er grunnefnið fyrir sláðarstöngarmyndar þéttunarringa, leiðsluskyfjumyndar þéttunarringa og dýnamískar þéttunarringa í þvottadósum í hydraulískum bergborpílum. Ástæðurnar eru á praktískum vettvangi: PU hefur framúrskarandi mótsögn gegn slíðrun, háa tögröð undir dýnamískum álagi og góða elástíkni til að viðhalda þéttunarsambandi við endurtekna sláðarfrequens 30–60 Hz. Það þoler mísilolíur án mikilla svellis og er það víddarstaðbundið yfir hitasviðið sem er venjulegt fyrir yfirborðs- og meðalhitastigsskilyrði í undirjarðarrekstri.

Markmiðið er hiti. Við varandi hitastig yfir 90–95°C fer PU í hröðuða samþrýstingu – elástómerinn missir elástíka endurheimt sína og þéttunarringurinn myndar varanlega formið á rásargrófunni án þess að endurheimta ákvörðuðu þéttunarsambandið. Þéttunarringurinn lítur líkamlega óskemmdur út; hann hefur einfaldlega hætt að virka sem fjöðurþéttaður þéttunareining. Sláðarhringsgeymslubrot byrjar áður en sérhver utanverð leka er sjónleg.

Djúpar gruflur sem starfa í háum hitastigi — umhverfisþrýstingstempur á andliti yfir 35°C, skilvirkisolía í afturkomu yfir 75°C — fer oft fram hjá hitamótsviði polyúrethans (PU) við lengra samfelldan hamarslag. Yfirborðsrekstur í tropískum loftslagsstöðum án nægilegrar olíukælingar getur haft sömu áhrif. Í þessum umhverfisstöðum er notkun PU ekki ekonomískt rangt vegna lágri verðsins, heldur vegna þess að skiptitími þess, þegar það mistekst, er óforspáanlegur, og misheppnaðar þéttunir í hamarslagshringnum gefa ekki augljós varúð.

HNBR: Uppfærsla fyrir háa hitastig og efnaþol

Hýdrogenað nitríl gummí leysir hitavandann hjá PU með því að hýdrogena ósamhæfða kolefnis-dubbelbindin í nitrílskelettinum. Niðurstöðugildið er að nitríls efnathol (sem kemur frá pólra C≡N hópunum sem hindra svellingu í miskunnarolíum) er viðhaldið, en samhæfður skeletturinn er á móti hitafyrirbærum og efnaárás frá ozóni, ágripandi vatnsefnasamböndum og ester-byggðum skilvirkisolíum.

HNBR viðheldur ágætum þéttunareiginleikum upp í 150°C stöðugt – 60°C hærri markgráða en PU. Í heitum grufulmiskjörum þýðir þessi markgráða beint lengri og áreiðanlegri skiptitíma fyrir viðhald. Drifter í dýprum gullgrufum, þar sem hitastig olíunnar sem skilar til baka er reglulega 95°C, mun framleiða HNBR þéttunaraðilar sem eru 40–70% meira ávallandi en PU í slátrunarhringnum. Þetta er ekki lítið batnaður; yfir 5.000 klukkustunda notkunartíma tækisins er það munurinn á 12 og 8 skiptum á þéttunarsætum á hverju tæki.

HNBR meistar einnig súr grufudrenningu og salt vatn undir jarðinni betur en PU. Í kopar- og gullvinnslu, þar sem vatnið í löguninni er súrt (pH 4–5), er PU-skelettin áhrifin af vetnisíonsstofnuninni á þann hátt sem sáttur pólýmeri HNBR getur móttekið. Táknmyndin er hrökkun yfirborðsins á PU-þéttunaraðilum – mikroskópískar risskörur sem vaxa inn í efnið og mynda umgönguslóðir – en HNBR-þéttunaraðilar í sama hringnum sýna venjulegar slitasýn.

PTFE: Efnafræðilega óvirkt en mekanískt kröfuhróður

Polytetraflúóretylen—PTFE—er í öðru flokki en PU og HNBR. Kolefnis-flúor bindingin í kjarnastrúktúrunni er í raunum alveg efnafræðilega óvirk; hún svellur ekki í sýrum, basum, leysimurum eða neinum af þeim áhrifamiklu vötnum sem koma fyrir í gruvaútvinningi. Hún hefur mjög lágan rafmagnsávöxtunartal, þarfnast minna smurrings en elástíska þéttunargrindir og viðheldur eiginleikum sínum yfir víða hitasvið.

Í raunveruleikanum er það svo að PTFE hefur mjög lág elástík. Það myndar ekki formið á borðið eins og elástíska efni gera það—það þarf fjöður- eða bakstudda hlut til að halda þéttunarsambandi með yfirborðinu þegar yfirborðið slitas. Í staðbundnum hamrarhreyfingum getur PTFE þéttunargrind án bakstudda hrings verið dregin inn í bilinu milli pistils og borðs undir endurteknum ýtrisdreifingum á 160–220 bar í hamrarhreyfingum. Það dregna efnið mistekst innan klukkustunda.

Viðeigandi hlutverk PTFE í þéttunarsæt fyrir bergbora er við staðstöðuhringa: O-hringir við akkúmulatortoppslás, þéttunargöngur fyrir blæsivatn og staðstöðuviðskipti á klappablokki. Í hratt hreyfðum hydraulísku bergsmjöllunaraðgerð sem prófuð var í bauxítugruva mistókust elástískar þéttunargöngur úr HNBR vegna saurnunar og hárra hitastiga. Með því að skipta þeim út fyrir sjálfvirkar PTFE-þéttunargöngur laukst endurtekin skipting – því fyrir þessa ákveðna hratt hreyfðu aðgerð í saurnuðum umhverfi vann mótsvörn gegn slitage og efnaóvirku PTFE fram yfir lægri elástík. Þetta er ákveðin notkun; hún er ekki almennileg fyrir allar þéttunargöngur með dýnamískri áhrifum.

Efnaverðmat eftir bergboruhring og aðstæðum

Að velja rétta efnaefni án tilraunavist

Flest stöðvar hafa ekki upplýsingar um olíugreiningu eða efnafræðilega samsetningu gruvmálsins í þeim tímapunkti sem þéttunarpakki er pantaður. Þrír vísbendingar á svæðinu gera valið áreiðanlegt án formlegar greiningar. Fyrst: hvað er hitastig hydraulíkólíunnar í skilaðri rás? Notaðu infrarauða hitamælara á skilaða slönguna eftir 30 mínútna hamrarstarf. Ef hitastigið er reglulega yfir 80°C = HNBR fyrir hamrarrásina. Annað: hvað lítur gruvmálið út á borðinu? Græn eða appelsínugul litun = innihald miskunnar; HNBR fyrir þéttunarpakka til vökvaþvottar. Þriðja: hafa fyrrverandi PU-pakkar mistekist snemma vegna yfirborðsbrjóts eða samþrýmingsfrekju í staðinn fyrir slífrun? Ef já, er villaferillinn tengdur hitastigi eða efnafræðilegu ástandi, ekki verkfræðilegum áhrifum – skiptið efnaefni.

HOVOO framkvæmir þéttunarsöfn fyrir bergborða í PU og HNBR fyrir allar helstu drifter lína, með PTFE-hlutfalls staðvært þéttunarfyrir efni sem eru efst í kemískri áhrifum. Tilvísunin á safninu inniheldur efnaheiti svo pöntunir eru skýrar í staðinn fyrir að sjálfgefið nota einn staðal. Fullar tilvísanir í línu og efni á hovooseal.com.