Კლდის გამჭედავი კოლოფის სილი რომელი მასალით არის გაკეთებული? პოლიურეთანი და FKM-ის ახსნა

Კარგი ბურღვის საყლაპავი საჭაპანის ჭურჭლის სილიკონის სახურავი ელასტომერული ნაკეთობისთვის არის არაჩვეულებრივი დავალება: უნდა შეაჩეროს წყლის გამოყენება, ხოლო ერთდროულად უნდა მოძრაოს შანკის ადაპტერზე, რომელიც ბრუნავს და ჰამერებს, ხშირად ათასობით საათის განმავლობაში შეცვლამდე. მისგან გაკეთებული მასალა პირდაპირ აისახება მის სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე ამ მოძრაობის, წნევის და წყლის ზემოქმედების კომბინაციაში. ეს სტატია განიხილავს კარგი ბურღვის საყლაპავი საჭაპანების ყველაზე ხშირად გამოყენებულ მასალებს, რატომ არჩევენ მათ ამ კონკრეტული დავალებისთვის და რას ნიშნავს ეს მათი სამსახურში მოქმედების მიმართ.

Რით არის გაკეთებული კარგი ბურღვის საყლაპავი საჭაპანი?

Კარგი ბურღვის საყლაპავი საჭაპანები ყველაზე ხშირად გაკეთებულია პოლიურეთანის (PU) ან ფტორელასტომერის (FKM) მიხედვით, არ არის გამოყენებული საერთო მიზნების ნიტრილის რეზინი (NBR), რომელიც ხშირად გამოიყენება იგივე მანქანაზე მდებარე სხვა ჰიდრავლიკური საჭაპანებისთვის. წარმოებლის მიხედვით, იგივე კომპონენტი შეიძლება ჩამოთვლილი იყოს როგორც საყლაპავი საჭაპანი, როგორც გამოყენების საჭაპანი ან წინა თავის საჭაპანი, მაგრამ ყველა ამ ტერმინს აღნიშნავს საჭაპანელი ელემენტი, რომელიც მოთავსებულია წყლის ყუთში შანკის ადაპტერის გარშემო.

Რატომ არის კაპის სილიკონის მასალა მნიშვნელოვანი უფრო მეტად, ვიდრე ეს გამოიყურება?

Უმეტესობა ჰიდრავლიკური სილიკონები საქანების ხვრელის საჭრელი ინსტრუმენტებზე მხოლოდ ზემოქმედების ქვეშ არის ზეთის, ტემპერატურის და წნევის მიერ. კაპის სილიკონი უნდა გამოიძლევოს ყველა ამ ფაქტორს, ასევე წყალს — სუფთა, მინერალიზებულს ან მრავალი მაღაროსა და კარიერის პირობებში მსუბუქად მარილიანს ან მჟავიანს — ასევე მუდმივ ბრუნვას იმ ზედაპირზე, რომელსაც ის აფარებს, და მომხმარებლის გარეშე გამოუსავალო აბრაზიულ ქვის ნაკერებს, რომლებიც აუცილებლად მოხვდებიან გამოფილტვრის წრედში. ნებისმიერი მასალა, რომელიც არ ესარგებლება ამ პირობებიდან ერთ-ერთს, სწრაფად აჩვენებს თავის უარყოფით ნიშნებს: წყლის შეწოვის გამო შეშევსება ან გამოყოფა, ცუდი აბრაზიული მედეგობის გამო აჩქარებული აბრაზიული დამახსოვრება ან სამუშაო ხანგრძლივობის შემცირება საკუთარი სამშენებლო წყლის ქიმიური შეტევის გამო.

Ფოტო1: კაპის სილიკონის შეკრების განივკვეთა

Რა არის პოლიურეთანი (PU) და რატომ გამოიყენება ის ხშირად კაპის სილიკონებში?

Პოლიურეთანი ჩვეულებრივ არ არის ტრადიციული ვულკანიზებული რეზინი, არამედ გასაღები ან ჩასასხმელი ელასტომერული პოლიმერი, რომელიც ურეთანის კავშირებზე არის აგებული, ხოლო მისი გამორჩეული თვისება არის აბრაზიული და გაჭრილობის წინააღმდეგ მეტი წინააღმდეგობა, ვიდრე უმეტესობა რეზინის შენაერთებს. ეს თვისება მჭიდროდ ერთდება კაფსულის სილინდრული სილის მოთხოვნებთან: ის არ არის მხოლოდ წყლის შეკავების საშუალება, არამედ ეს ხდება მუდმივად მოძრავ და ხანდახან მტვერიან ზედაპირზე დაჭერილად, ხოლო სილის არეში მიმავალი მცირე ქვიშის ნაკრებები მოქმედებენ როგორც ნელი აბრაზივი.

PU კაფსულის სილები ასევე ხშირად არის ხელმისაწვდომი ფასით განსაკუთრებით სუფთა ან საშუალო მინერალიზაციის მქონე გასასუფთავებლად წყალში ჩვეულებრივი გარემოსა და ექსპლუატაციური ტემპერატურების პირობებში. მათი ძირითადი შეზღუდვა არის უფრო დაბალი უწყვეტი გამოყენების ტემპერატურის ზღვარი FKM-თან შედარებით და საკმაოდ შემცირებული მოქნილობა ძალიან ცივ პირობებში, რაც ზოგიერთ საიტზე უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე სხვა საიტებზე.

Ფოტო2 ：Პოლიურეთანის (PU) კაფსულის სილის ჩასხმული ლიპის პროფილი

Რა არის FKM და როდის არის ის პრეფერირებული პოლიურეთანზე?

FKM (ფტორელასტომერი) უფრო ფართო ქიმიურ წინააღმდეგობას აჩვენებს, ვიდრე პოლიურეთანი, მათ შორის აგრესიული ან ქიმიურად დამუშავებული გამორეცხვის წყლის მიმართ უკეთესი ტოლერანტობა და უფრო მაღალი უწყვეტი გამოყენების ტემპერატურის ზღვარი. სადაც გამორეცხვის წყალი მჟავე არის, ქიმიური დამატებების შემცველია ან ბურღვის პროცესი გრძელი ხანით გათბობის პირობებში მიმდინარეობს, FKM საერთოდ უფრო მდგრადი არჩევანია.

Კომპრომისი არის ფასი და, ზოგიერთ ფორმულირებაში, კარგი PU კომპოუნდის შედარებით დაბალი აბრაზიული წინააღმდეგობა. ამიტომ ეს ორი მასალა ხშირად ერთდროულად არსებობს როგორც ალტერნატივები ერთი და იგივე კაპსულის სილინდრის პოზიციაზე ბევრი საქანების ბურღის მოდელებში, არ არის ერთ-ერთი მათგანი მეორის მარტივად ჩანაცვლება: სწორი არჩევანი დამოკიდებულია კონკრეტული საიტის წყლის ქიმიურ შემადგენლობასა და ტემპერატურაზე, არ არის დამოკიდებული ამ ორი მასალის შორის რომელიმე უნივერსალურ რეიტინგზე.

Ფოტო3: გვერდითი ‑მიერ ‑fKM და PU კაპსულის სილინდრების გვერდითი ვიზუალური შედარება

Რატომ არ გამოვიყენოთ სტანდარტული NBR, როგორც სხვა ჰიდრავლიკური სილინდრების შემთხვევაში?

NBR არის სტანდარტული მასალა ბევრი ჰიდრავლიკური სილინდრის სილიკონისთვის ზუსტად მისი ძლიერი წინააღმდეგობის გამო მინერალური ჰიდრავლიკური ზეთის მიმართ, მაგრამ ეს ძალა არ ავრცელდება კარგად გრძელვადი წყლის შეხებაზე ან კოპის სილინდრის მიერ განცდადებულ აბრაზიულ ტვირთზე. NBR კომპოუნდები უფრო მეტად აშეიძლება შეიწოვონ წყალს და გაფართოვდეს გრძელვადი წყლის შეწოვის შედეგად და საერთოდ არ აძლევენ იმ აბრაზიულ წინააღმდეგობას, რომელსაც PU აძლევს იმ მტვერიან, ნაკრებით დატვირთულ პირობებში, რომლებიც ხშირად ხდება წყლის გასუფთავების დროს. ამ მიზეზით, NBR-ს იშვიათად ამოირჩევენ კოპის სილინდრის პოზიციისთვის, მიუხედავად იმისა, რომ ის მაინც რჩება სტანდარტული არჩევანი საჭრელის ზეთის მხარის სილინდრებისთვის, მათ შორის აკუმულატორის სილინდრისთვის. დიაფრაგმა .

Შესანიშნავია, რომ NBR არ არის უკეთესი გამძლეობის რეზინი წმინდა წყალში გამოყენების შემთხვევაში; წყლის მიწოდებისა და გატარების მილების რეზინის სილების მრავალფაქტორიანი გამძლეობის ტესტირების შედეგები აჩვენებს, რომ EPDM და სილიკონის რეზინი (SR) საერთოდ უკეთ იძლევა წყლის გრძელვადიან კონტაქტსა და თერმო-ოქსიდაციურ ასაკობრივობას, ვიდრე NBR ან HNBR. ამ ტესტირებში ტემპერატურის 70°C-მდე აწევა გამოიწვია HNBR და NBR-ის კომპრესიული დეფორმაციის 15%-ზე მეტი გაზრდა და მათი რებაუნდის 85%-ზე ნაკლები მნიშვნელობა, ხოლო EPDM და სილიკონი საყალაქო წყლის მსგავს ტესტირების გარემოში მნიშვნელოვნად ნაკლები დეფორმაციის გაზრდა აჩვენეს. EPDM და სილიკონის ჯერ არ გამოიყენება საყრდენი საჭრელის კოლოფის სილების მასალად არ არის წყლის მიმართ მათი მოურგებლობა, არამედ ზეთთან თავსებადობა: ორივე მკვეთრად შეიბერება მინერალურ ჰიდრავლიკურ ზეთში, ხოლო კოლოფის სილი საჭრელის გამაცხადებული მექანიზმის მიდამოში მდებარეობს, ამიტომ ზეთთან თავსებადობა არ არის მხოლოდ გამონაკლისი შემთხვევა, არამედ რეალური მოთხოვნა. ეს გამოიყენება როგორც სასარგებლო გახსენება, რომ იზოლირებულად უკეთესი მასალა არ არის ყოველთვის სწორი მასალა, როცა ნახატის ყველა ფაქტორი, რომელსაც ნაკლებად ექსპოზიცია განიცდის, მთლიანად გათვალისწინებულია.

Როგორ შედარება ეს მასალები ერთმანეთთან?

Ქვემოთ მოცემული ცხრილი აჯამებს ზემოაღნიშნულ საერთო კომპრომისებს. ზუსტი მოქმედება დამოკიდებულია კონკრეტული მწარმოებლის მიერ გამოყენებულ კონკრეტულ კომპოუნდ ფორმულაზე.

Ფოტო4: PU და FKM შეცვლადი კოლოფის სილიკონის სასრულების ფიზიკური ნიმუშების შედარება

Როგორ ახდენს წყლის ქიმიური შემადგენლობა (სივრცის, მარილიანი ან მჟავიანი) გავლენა მასალის არჩევანზე?

Გამორეცხვის წყლის ხარისხი ძალზე მეტად იცვლება ადგილის მიხედვით. ჩვეულებრივი ქვამჭრელობის სამუშაო ადგილზე მოპოვებული სივრცის ზედაპირის წყალი შედარებით მსუბუქი გარემოა PU ან FKM ორივესთვის. მარილიანი წყალი, რომელიც ზოგჯერ გამოიყენება ზღვის სანაპიროს ან მშრალი რეგიონების მინერალიზებულ მიწისქვეშა წყალში, აჩქარებს შანკის ადაპტერის სილიკონის ზედაპირის კოროზიას და შეიძლება შეამციროს სილიკონის მასალის სამუშაო სიცოცხლე, რომელიც მხოლოდ საშუალო წინააღმდეგობას აჩვენებს მას. მჟავიანი ან ქიმიურად დამუშავებული წყალი, რომელიც ზოგჯერ გამოიყენება მაღაროების წყლის გამორეცხვაში ან გარკვეული ტექნოლოგიური გარემოებში, უფრო გამოხატულად უფრო მეტად უჭირდება FKM-ის ფართო ქიმიური წინააღმდეგობას სტანდარტული PU-ს მიმართ.

Რადგან სარეცხი წყალი თავისთავად ძალზე მერყევია სამუშაო ადგილებს შორის, ერთი და იგივე ქანების გამჭედავის მოდელი სამუშაო ადგილების მიხედვით შეიძლება საკმარისად გამოიყენოს სხვადასხვა სახის ფირფიტის სილიკონის მასალებს. ამიტომ მნიშვნელოვანია სილიკონის ფირფიტის არჩევა მიმდინარე სარეცხი წყლის ხარისხის მიხედვით, ვიდრე მანქანაში საწყისად ჩადებული მასალის გამოყენება.

Როგორ ახდენს მოძრაობა გავლენას სილიკონის ფირფიტის სიცოცხლეზე?

Სტატიკურისგან განსხვავებით O-გრეილი , სილიკონის ფირფიტა მუდმივად მოძრაობს შანკის ადაპტერის მიმართ: ის უწყვეტად ბრუნავს და თითოეული შეჯახების ციკლის დროს მცირედ მოძრაობს ღერის მიმართულებით. ეს მოძრაობა ნიშნავს, რომ სილიკონის ფირფიტის სიცოცხლე ძალზე მეტად არის დამოკიდებული წყლის (ან წყალ-ჰაერის ნარევის) თავისუფალი ფილმის შენარჩუნებაზე ფირფიტის კიდესა და ადაპტერის ზედაპირს შორის. თუ ეს ფილმი დაიშლება — სარეცხი წნევის არასაკმარისობის, დაბინძურების ან ადაპტერის ზედაპირის დაზიანების გამო — ფირფიტა მეტად შუშის მსგავსად მუშაობს მეტალზე, რაც მკვეთრად აძლიერებს როგორც აბრაზიულ ამოჭრას, ასევე სითბოს დაგროვებას, მიუხედავად იმისა, რომელი მასალით არის გაკეთებული.

Ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც კაპსულის სტენდის მოხმარების ხანგრძლივობა არ არის მხოლოდ მასალის საკითხი: მომსახურე ზედაპირის მდგომარეობა და გამორეცხვის წნევის სტაბილურობა ორივე გავლენას ახდენს იმ ხანგრძლივობაზე, რამდენ ხანს გამოიყენება უკეთესად შერჩეული სტენდის მასალა.

Როგორ ახდენს ტემპერატურა გავლენას კაპსულის სტენდის მასალის მოქმედებაზე?

Კაპსულის სტენდის ტემპერატურული ზემოქმედება ჩვეულებრივ მსუბუქია იმ ზემოქმედებასთან შედარებით, რომელსაც ზეთის მხარეს მოთავსებული სტენდი (მაგალითად, აკუმულატორის დიაფრაგმა) განიცდის, რადგან გამორეცხვის წყალი სითბოს ატანს წინა თავის არეიდან მისი გადის დროს. მიუხედავად ამისა, მაღალი სამუშაო ციკლით მოქმედების დროს ცხელ კლიმატში ან შემცირებული გამორეცხვის ნაკადით მუშაობის დროს სტენდის მდებარეობაში ტემპერატურა შეიძლება გაიზარდოს. PU-ს უფრო დაბალი უწყვეტი გამოყენების ტემპერატურული ზღვარი ამ მოვლენის მიმართ მის უფრო მგრძნობარე ხდის FKM-ს შედარებით, რაც ნაკლებად ხშირად გამოიყენება მხოლოდ წყლის ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით, მაგრამ ხშირად არჩევენ FKM-ს სტაბილური მაღალტემპერატურული მუშაობის შემთხვევაში.

Მეორე კრაით შემთხვევაში, ძალიან ცივი გარემოს პირობები შეიძლება მოახდინონ მასალის გასტიფება, თუმცა PU ზოგადად შენარჩუნებს გამოყენებად მოქნილობას ფართო პრაქტიკულ დიაპაზონში, ვიდრე FKM-ის შეფასებული დიაპაზონის ყველაზე ცივი ბოლო.

Როგორ შეგიძლიათ განსაზღვროთ თქვენს საიტზე მოსარგებლად სწორი მასალა?

Რადგან კაპსულის სილიკონის მასალის არჩევანი დამოკიდებულია საიტზე დამახსოვრებულ ფაქტორებზე — წყლის ქიმიურ შემადგენლობაზე, აბრაზიულ შემადგენლობაზე, გარემოსა და ექსპლუატაციის ტემპერატურაზე და ექსპლუატაციის ციკლზე — ყველაზე საიმედო მიდგომა არის ამ პირობების აღწერა იმ პირს, რომელიც მიაწოდებს შეცვლის ნაკეთობას, არ არის ავტომატურად საუკეთესო არჩევანი. ზოგჯერ კონკრეტულ საიტზე ადრეულად დაინგრევა სილიკონი უკეთესად არის მოგვარებული მასალის შეცვლით, ვიდრე იგივე შეცვლის ნაკეთობის განხორციელებით.

Სადაც არსებობს ჩანაწერები ან ნაკეთობის კატალოგი, ისინი ჩვეულებრივ მითითებენ საწყისად დამონტაჟებული მასალის ტიპს; სადაც არ არსებობს, მომწოდებელი, რომელიც განსაკუთრებით განვითარებულია ქვის გამჭედავის მოდელში, ჩვეულებრივ ადასტურებს სტანდარტულ სპეციფიკაციას და აძლევს რეკომენდაციებს იმ შესახებ, არ არის თუ არა საიტის წყლის პირობები საკმარისი სხვა მასალის არჩევანის მოსასამართლად.

Ფოტო5: მასალის არჩევანის საფუძველზე სილიკონის სახურავისა და წყლის შემოწმება

1. Ху X. „შეკუმშვის რებაუნდი და რეზინის სილიკონის მასალების მიწოდების და გამოყენების სიმტკიცე მრავალფაქტორიანი კავშირის პირობებში.“ Fly Ash Comprehensive Utilization, 2026, (04): 155–161.
2. Чжоу Б., Чжао Ю., Чжан Х., Лю Ф., Чжу В. „გამორეცხვის გავლენის ანალიზი მექანიკური სილიკონის საფარის შესრულებაზე.“ მექანიკური და ელექტრო ინჟინერიის ტექნოლოგია, 2023, 52(05): 269–272.