May 15, 2025
Dans les industries chimiques, métallurgiques, minières et autres, les pompes à mortier et les pompes magnétiques, en tant qu'équipements de base pour le transport de fluides corrosifs à haute température, sont depuis longtemps confrontées à des problèmes tels que #défaillance du joint, #corrosion des matériaux, et #usure des particules. En particulier lors du transport de fluides contenant des particules solides comme l'acide chlorhydrique, l'acide fluorhydrique et les bases fortes, les matériaux d'étanchéité mécaniques traditionnels (comme la céramique d'alumine et le carbure de tungstène) entraînent souvent des arrêts de production en raison d'une résistance insuffisante à la corrosion ou aux chocs thermiques, ce qui engendre des coûts de maintenance importants. Cet article analyse les avantages en termes de performances de ces matériaux. #carbure de silicium fritté sans pression (SSIC) matériaux et explorer comment ils peuvent devenir la solution d'étanchéité ultime dans des conditions corrosives à haute température.
Ⅰ. Défis extrêmes des conditions corrosives à haute température pour les matériaux d'étanchéité
1.1 Scénarios de défaillance typiques
#Pompe à mortier:Lors du transport de boues corrosives contenant 60 % de matières solides (telles que des boues acides avec un pH < 2), des rainures sont formées sur la surface d'étanchéité en raison de #usure abrasive et #corrosion chimique, entraînant une fuite dépassant la valeur d'avertissement de l'industrie de 20 ml/h.
#Pompe magnétique haute température:Lorsque la température du fluide dépasse 180°C, la bague d'étanchéité traditionnelle se déforme en raison de la différence de coefficient de dilatation thermique (par exemple #carbure de tungstène CTE≈5,5×10⁻⁶/°C), ce qui rend la surface d'étanchéité inégale, ce qui entraîne la pompe magnétique #rupture du manchon d'isolation ou #blocage des roulements.
1.2 Goulots d'étranglement des performances des matériaux traditionnels
ⅡPerformances révolutionnaires du carbure de silicium fritté sans pression
2.1 Avantages de la science des matériaux
Résistance extrême à la corrosion : Le taux de corrosion dans l'acide chlorhydrique concentré bouillant (37 % HCl) est <0,02 mm/an (norme NACE TM0177), et il peut fonctionner de manière stable dans toute la plage de pH = 0 ~ 14, correspondant parfaitement aux conditions de fonctionnement à haute teneur en chlorure des pompes à mortier.
#Stabilité à haute température:Il conserve toujours une résistance à la flexion de >300MPa à 1600℃ (test ASTM C1161), et la conductivité thermique atteint 120W/m·K (4 fois celle de Acier inoxydable 316L), ce qui réduit considérablement le risque de fissuration sous contrainte thermique des pompes magnétiques dans des conditions de température élevée.
Étanchéité de niveau nano surface : Grâce au procédé de densification HIP (pressage isostatique à chaud), la porosité est <0,1 %, la rugosité de surface Ra≤0,1μm (norme ISO 4287) et le taux de fuite est inférieur à 0,01 ml/m·h, ce qui répond aux exigences du système d'étanchéité API 682 Plan 53B.
2.2 Vérification des applications d'ingénierie
#Pompe à mortier Cas : Après qu'une fonderie de cuivre a remplacé le joint en céramique d'alumine d'origine par un joint mécanique SSiC, lors du transport #bouillie de concentré de cuivre Contenant 35 % de H₂SO₄ et 40 % de contenu solide, la durée de vie a été augmentée de 42 jours à 18 mois, permettant d'économiser plus de 1,2 million de yuans en coûts de maintenance chaque année.
#Pompe magnétique Cas : Dans l'unité de craquage d'éthylène d'une entreprise pétrochimique, le joint SSiC a fonctionné en continu pendant 26 000 heures sans fuite sous un milieu d'huile chaude à 320 °C, prolongeant la durée de vie de plus de 6 fois par rapport à la solution traditionnelle.
III. Guide des principaux paramètres techniques de sélection
Pour différents types de pompes, la configuration optimisée suivante est recommandée :
IV. Tendances de développement de l'industrie
Selon le rapport de Grand View Research, le #garniture mécanique en carbure de silicium Le marché devrait atteindre 1,78 milliard de dollars américains en 2023, dont 62 % pour le procédé de frittage sans pression. Avec la forte demande de #pompes magnétiques résistantes à la corrosion et #pompes à mortier résistantes à l'usureDans les domaines émergents tels que la fabrication de semi-conducteurs de troisième génération et la distribution de boues de batteries au lithium, les joints mécaniques SSiC deviennent le choix par défaut des ingénieurs pour faire face à des conditions de travail extrêmes.
Conclusion
Que ce soit face aux conditions de travail d'accouplement abrasion-corrosion des pompes à mortier ou aux #étanchéité à haute température et haute pression défis de #pompes magnétiquesLes matériaux en carbure de silicium frittés sans pression ont montré des avancées significatives en termes de performances. Il est recommandé aux fabricants d'équipements de se concentrer sur la porosité (nécessaire pour <0,5 %) et la pureté de la phase cristalline (le β-SiC représente > 95 %) du SSIC lors de la sélection, et effectuez conjointement des tests de simulation d'usure ASTM G65 avec les fournisseurs de joints pour maximiser le MTBF (temps moyen entre les pannes) de l'équipement.
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