Zigiluaren materiala aukeratzea garrantzitsua da, aplikazio baten kalitatea, iraupena eta errendimendua zehazteko eta etorkizuneko arazoak murrizteko zeregina izango baitu. Hemen, ingurumenak zigiluaren materialaren aukeraketan nola eragingo duen aztertzen dugu, baita material ohikoenak eta zein aplikaziotarako diren egokienak ere.
Ingurumen faktoreak
Zigilu bat ingurunearen eraginpean egongo dena funtsezkoa da diseinua eta materiala aukeratzerakoan. Zigilu-materialek ingurune guztietarako behar dituzten hainbat propietate gako daude, besteak beste, zigilu-aurpegi egonkorra sortzea, beroa eroateko gai izatea, produktu kimikoekiko erresistentea izatea eta higaduraren aurkako erresistentzia ona izatea.
Ingurune batzuetan, propietate hauek beste batzuetan baino sendoagoak izan beharko dira. Ingurunea aztertzerakoan kontuan hartu beharreko beste material propietate batzuk gogortasuna, zurruntasuna, hedapen termikoa, higadura eta erresistentzia kimikoa dira. Hauek kontuan hartzeak zure zigilurako material aproposa aurkitzen lagunduko dizu.
Inguruneak ere zehaztu dezake zigiluaren kostua edo kalitatea lehenetsi daitekeen ala ez. Ingurune urratzaile eta gogorretarako, zigiluak garestiagoak izan daitezke, materialak baldintza horiei aurre egiteko bezain sendoak izan behar direlako.
Ingurune horietarako, kalitate handiko zigilu batean gastatzeak denborarekin bere burua itzuliko du, kalitate baxuko zigilu batek ekarriko lituzkeen geldialdi, konponketa eta berritze edo ordezkapen garestiak saihesteko balioko baitu. Hala ere, lubrifikazio-propietateak dituen fluido oso garbia duten ponpaketa-aplikazioetan, zigilu merkeago bat eros daiteke kalitate handiagoko errodamenduen alde.
Zigilatzeko material arruntak
Karbonoa
Zigilu-aurpegietan erabiltzen den karbonoa karbono amorfoaren eta grafitoaren nahasketa bat da, eta bakoitzaren ehunekoek zehazten dituzte karbonoaren azken kalifikazioaren propietate fisikoak. Material geldo eta egonkorra da, autolubrifikatzailea izan daitekeena.
Oso erabilia da zigilu mekanikoetan muturreko aurpegien bikote gisa, eta baita ere material ezaguna da segmentuko zirkunferentzia-zigiluetarako eta pistoi-eraztunetarako lubrifikazio lehor edo kantitate txikietan. Karbono/grafito nahasketa hau beste material batzuekin ere inpregna daiteke porositate txikiagoa, higadura-errendimendu hobea edo erresistentzia hobea bezalako ezaugarri desberdinak emateko.
Erretxina termoegonkorrez inpregnatutako karbono zigilua da zigilu mekanikoetarako ohikoena, erretxinaz inpregnatutako karbono gehienek produktu kimiko sorta zabal batean funtzionatzeko gai baitira, base sendoetatik hasi eta azido sendoetaraino. Gainera, marruskadura-propietate onak eta presio-distortsioak kontrolatzen laguntzeko modulu egokia dute. Material hau egokia da 260 °C-ra arte (500 °F) uretan, hozgarrietan, erregaietan, olioetan, produktu kimiko arinetan eta elikagai eta sendagaien aplikazioetan erabiltzeko.
Antimonioz inpregnatutako karbono zigiluak ere arrakastatsuak direla frogatu da antimonioaren erresistentzia eta modulua direla eta, eta horrek presio handiko aplikazioetarako egokia bihurtzen du, material sendoago eta zurrunago bat behar denean. Zigilu hauek ere erresistenteagoak dira biskositate handiko fluidoekin edo hidrokarburo arinekin egindako aplikazioetan babak sortzeari, eta horrek findegietako aplikazio askotarako estandar bihurtzen ditu.
Karbonoa film-sortzaileekin ere inpregna daiteke, hala nola fluoruroekin funtzionamendu lehorrerako, kriogeniarako eta hutseko aplikazioetarako, edo oxidazio-inhibitzaileekin, hala nola fosfatoekin, tenperatura altuetarako, abiadura handikoetarako eta turbina-aplikazioetarako, 800 oin/seg-raino eta 537 °C (1.000 °F) inguruan.
Zeramika
Zeramikak konposatu natural edo sintetikoetatik egindako material ez-metaliko ez-organikoak dira, ohikoenak alumina oxidoa edo alumina izanik. Urtze-puntu altua, gogortasun handia, higadura-erresistentzia handia eta oxidazio-erresistentzia handia ditu, beraz, oso erabilia da makineria, produktu kimikoak, petrolioa, farmazia eta automobilgintza bezalako industrietan.
Gainera, propietate dielektriko bikainak ditu eta normalean isolatzaile elektrikoetarako, higadura-erresistenteetarako osagaietarako, artezketa-euskarrietarako eta tenperatura altuko osagaietarako erabiltzen da. Purutasun handiko aluminak erresistentzia kimiko bikaina du prozesuko fluido gehienekiko, azido sendo batzuk izan ezik, eta horrek zigilu mekanikoen aplikazio askotan erabiltzera eraman du. Hala ere, alumina erraz hautsi daiteke kolpe termikoaren pean, eta horrek bere erabilera mugatu du arazo bat izan daitekeen aplikazio batzuetan.
Silizio karburoa silizea eta kokea fusionatuz egiten da. Kimikoki zeramikari antzekoa da, baina lubrifikazio-ezaugarri hobeak ditu eta gogorragoa da, ingurune gogorretan erresistentea den irtenbide bihurtuz.
Berriro lapatu eta leundu ere egin daiteke, zigilua bere bizitza osoan hainbat aldiz berritu ahal izateko. Oro har, mekanikoki erabiltzen da, hala nola zigilu mekanikoetan, korrosioarekiko erresistentzia kimiko ona, erresistentzia handia, gogortasun handia, higadura-erresistentzia ona, marruskadura-koefiziente txikia eta tenperatura altuko erresistentzia duelako.
Zigilu mekanikoen aurpegietarako erabiltzen denean, silizio karburoak errendimendua hobetzen du, zigiluaren bizitza luzatzen du, mantentze-kostuak murrizten ditu eta funtzionamendu-kostuak murrizten ditu biraketa-ekipoetan, hala nola turbinetan, konpresoreetan eta ponpa zentrifugoetan. Silizio karburoak propietate desberdinak izan ditzake fabrikatu den moduaren arabera. Erreakzio bidezko lotura duen silizio karburoa silizio karburo partikulak elkarri erreakzio-prozesu batean lotuz sortzen da.
Prozesu honek ez du materialaren propietate fisiko eta termiko gehienetan eragin nabarmenik, baina materialaren erresistentzia kimikoa mugatzen du. Arazo sortzen duten produktu kimiko ohikoenak kaustikoak (eta pH altuko beste produktu kimiko batzuk) eta azido sendoak dira, eta, beraz, erreakzio bidezko silizio karburoa ez da erabili behar aplikazio hauekin.
Autosinterizatutako silizio karburoa silizio karburo partikulak zuzenean sinterizatuz egiten da, oxido gabeko sinterizazio-laguntzaileak erabiliz, ingurune geldo batean, 2.000 °C-tik gorako tenperaturetan. Bigarren mailako material baten faltagatik (silizioa adibidez), zuzenean sinterizatutako materiala kimikoki erresistentea da ponpa zentrifugo batean ikus daitezkeen ia fluido eta prozesu-baldintza guztien aurrean.
Wolframio karburoa silizio karburoa bezala, material oso polifazetikoa da, baina presio handiko aplikazioetarako egokiagoa da, elastikotasun handiagoa duelako, eta horrek oso apur bat tolestea eta aurpegiaren distortsioa saihestea ahalbidetzen dio. Silizio karburoa bezala, berriro lapatu eta leundu daiteke.
Wolframio karburoak gehienetan karburo zementatu gisa fabrikatzen dira, beraz, ez dago wolframio karburoa bere buruari lotzeko saiakerarik. Bigarren mailako metal bat gehitzen da wolframio karburo partikulak elkarrekin lotzeko edo zementatzeko, wolframio karburoaren eta metal aglutinatzailearen propietate konbinatuak dituen material bat sortuz.
Hau abantaila gisa erabili da, tungsteno karburoarekin bakarrik baino gogortasun eta inpaktu erresistentzia handiagoa emanez. Zementuzko tungsteno karburoaren ahulguneetako bat bere dentsitate handia da. Iraganean, kobaltoarekin lotutako tungsteno karburoa erabiltzen zen, baina pixkanaka nikelarekin lotutako tungsteno karburoak ordezkatu du, industriak behar duen bateragarritasun kimiko maila ez duelako.
Nikelarekin lotutako wolframio karburoa oso erabilia da erresistentzia eta gogortasun handiko propietateak nahi diren zigilu-aurpegietarako, eta bateragarritasun kimiko ona du, normalean nikel askeak mugatuta.
GFPTFE
GFPTFE-k erresistentzia kimiko ona du, eta gehitutako beirak zigilatzeko aurpegien marruskadura murrizten du. Aplikazio nahiko garbietarako aproposa da eta beste material batzuk baino merkeagoa da. Zigilua eskakizunetara eta ingurunera hobeto egokitzeko azpi-aldaerak daude eskuragarri, bere errendimendu orokorra hobetuz.
Buna
Buna (nitrilo kautxua bezala ere ezaguna) elastomero kostu-eraginkorra da O-eraztunetarako, zigilatzaileetarako eta moldeatutako produktuetarako. Bere errendimendu mekanikoagatik da ezaguna eta ondo funtzionatzen du olioan oinarritutako aplikazioetan, petrokimikoetan eta kimikoetan. Gainera, oso erabilia da petrolio gordina, ura, hainbat alkohol, silikonazko koipe eta fluido hidraulikoetarako, bere malgutasun ezagatik.
Buna kautxu sintetiko kopolimero bat denez, ondo funtzionatzen du metalen atxikimendua eta urraduraren aurkako materiala behar duten aplikazioetan, eta jatorri kimiko honek zigilatzaile aplikazioetarako ere aproposa bihurtzen du. Gainera, tenperatura baxuak jasan ditzake, azido eta alkali arinei erresistentzia eskasa ematen dielako diseinatuta baitago.
Buna mugatua da tenperatura altuak, eguraldia, eguzki-argia eta lurrunarekiko erresistentzia bezalako muturreko faktoreak dituzten aplikazioetan, eta ez da egokia azidoak eta peroxidoak dituzten garbiketa-in-place (CIP) desinfektatzaileekin.
EPDM
EPDM kautxu sintetikoa da, automobilgintzan, eraikuntzan eta aplikazio mekanikoetan erabili ohi dena, zigiluak, eraztun torikoak, hodiak eta arandelak egiteko. Buna baino garestiagoa da, baina hainbat propietate termiko, meteorologiko eta mekaniko jasan ditzake, bere erresistentzia handiari esker. Polifazetikoa da eta aproposa da ura, kloroa, lixiba eta beste material alkalino batzuk erabiltzen dituzten aplikazioetarako.
Bere propietate elastiko eta itsasgarriei esker, luzatu ondoren, EPDM-ak bere jatorrizko formara itzultzen da tenperatura edozein dela ere. EPDM ez da gomendagarria petrolio-olio, fluido, hidrokarburo kloratu edo hidrokarburo disolbatzaileen aplikazioetarako.
Viton
Vitona iraupen luzeko, errendimendu handiko, fluordun hidrokarburozko kautxu produktu bat da, gehienbat O-ringetan eta zigiluetan erabiltzen dena. Beste kautxu material batzuk baino garestiagoa da, baina zigilatzeko beharrik zailenetarako eta zorrotzenetarako aukera hobetsia da.
Ozonoarekiko, oxidazioarekiko eta muturreko eguraldi-baldintzekiko erresistentea da, hidrokarburo alifatiko eta aromatikoen, fluido halogenatuen eta azido sendoen materialen aurrean barne, eta fluoroelastomero sendoenetako bat da.
Aplikazio baten arrakastarako zigilatzeko material egokia aukeratzea garrantzitsua da. Zigilatzeko material asko antzekoak diren arren, bakoitzak hainbat helburu betetzen ditu edozein beharrizan espezifiko asetzeko.
Argitaratze data: 2023ko uztailaren 12a