PEEK (polyeetterieetteriketoni) -materiaalista on erinomaisten monipuolisten ominaisuuksiensa ansiosta tullut keskeinen vaihtoehto perinteisille materiaaleille (kuten PTFE, metalli, PA, PPS jne.) pumppujen ja venttiilien tiivistysalalla. Se soveltuu erityisesti vaativiin käyttöolosuhteisiin, joihin liittyy korkea lämpötila, korkea paine, voimakas korroosio ja korkeat puhtausvaatimukset.
I. Keskeiset sovellusskenaariot
PEEKin käyttö pumppujen ja venttiilien tiivistyksessä on erittäin laajaa ja kattaa pääasiassa seuraavat skenaariot:
Petrokemian ja energiateollisuus:
Käyttökohteet: Öljy- ja kaasuputkien tiivistysrenkaat, porausreikien tiivisteet, venttiilien tiivisteet (esim. palloventtiilit, säätöventtiilit), pumppujen tiivistysrenkaat (esim. upotettavat sähköpumput), kompressorin venttiililevyt jne.
Käyttöolosuhteiden ominaisuudet: Väliaine sisältää usein erittäin syövyttäviä komponentteja, kuten rikkivetyä, hiilidioksidia ja suolaliuosta, ja sitä käytetään korkeassa lämpötilassa ja paineessa.
Asiakirjan perusta: Useissa asiakirjoissa todetaan yksiselitteisesti, että PEEK-tiivisteet kestävät tehokkaasti raakaöljyn syövyttäviä aineita, säilyttävät mittapysyvyytensä ja tiivistyskykynsä korkeissa lämpötiloissa ja paineissa ja että niiden käyttöikä ylittää huomattavasti perinteisten materiaalien, kuten PTFE:n, käyttöiän. Öljy- ja kaasuteollisuudessa PEEK on vähitellen korvaamassa PTFE:n tiivisterenkaiden materiaalina.
Kemian prosessiteollisuus:
Sovelluskomponentit: Kemialliset pumput ja venttiilit, reaktoritiivisteet, putkiliittimet, korroosionkestävät suodatinelementit jne.
Käyttöolosuhteiden ominaisuudet: Kosketus erilaisten kemikaalien, kuten vahvojen happojen, vahvojen emästen ja orgaanisten liuottimien, kanssa, mikä edellyttää materiaalilta erittäin korkeaa kemiallista inerttiyttä ja puhtautta.
Asiakirjan perusta: PEEK:lla on erinomainen kemikaalienkestävyys; tyypillisesti vain väkevä rikkihappo voi liuottaa tai vahingoittaa sitä, ja sen korroosionkestävyys on verrattavissa nikkeliteräkseen. Sen itsevoitelevat ominaisuudet poistavat tai vähentävät voiteluöljyn tarvetta, mikä olennaisesti estää reaktioväliaineen saastumisen voiteluaineilla.
Yleiskoneet ja huippuluokan valmistus:
Sovelluskomponentit: Teollisuusventtiilit, hydrauliikkajärjestelmien tiivisteet, laakeritiivisteet, tyhjiöpumppujen tiivisteet jne.
Käyttöolosuhteiden ominaisuudet: Vaatimukset kulumiskestävyydelle, väsymiskestävyydelle, pitkälle käyttöiälle ja käytölle mahdollisesti korkeissa lämpötiloissa tai syövyttävissä ympäristöissä.
Asiakirjan perusta: PEEK yhdistää erinomaisen jäykkyyden, sitkeyden ja väsymiskestävyyden hyvään kulutuskestävyyteen (kitkakerroin jopa 0,1–0,4). Se säilyttää suorituskykynsä jopa 250 °C:n lämpötiloissa, joten se soveltuu käytettäväksi suuren kuormituksen ja kulutuksen tilanteissa.
Yleiskoneet ja huippuluokan valmistus:
Sovelluskomponentit: Teollisuusventtiilit, hydrauliikkajärjestelmien tiivisteet, laakeritiivisteet, tyhjiöpumppujen tiivisteet jne.
Käyttöolosuhteiden ominaisuudet: Vaatimukset kulumiskestävyydelle, väsymiskestävyydelle, pitkälle käyttöiälle ja käytölle mahdollisesti korkeissa lämpötiloissa tai syövyttävissä ympäristöissä.
Asiakirjan perusta: PEEK yhdistää erinomaisen jäykkyyden, sitkeyden ja väsymiskestävyyden hyvään kulutuskestävyyteen (kitkakerroin jopa 0,1–0,4). Se säilyttää suorituskykynsä jopa 250 °C:n lämpötiloissa, joten se soveltuu käytettäväksi suuren kuormituksen ja kulutuksen tilanteissa.
II. Suorituskykyedut ja korvaavuuden perustelut
Muiden materiaalien korvaaminen PEEK:lla pumppujen ja venttiilien tiivistysalalla perustuu pääasiassa seuraaviin suorituskykyetuihin:
Poikkeuksellinen kemiallinen korroosionkestävyys: Kestää useimpia happoja, emäksiä, hiilivetyjä ja liuottimia, ja sen suorituskyky on lähellä nikkeliteräksen luokkaa, mutta ylittää selvästi tavallisten teknisten muovien suorituskyvyn. Tämä tekee siitä ihanteellisen vaihtoehdon PTFE:lle kemian-, öljy- ja kaasukentillä.
Erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys: Pitkäaikainen käyttölämpötila jopa 260 °C, lyhytaikainen yli 300 °C:n lämpötilan kesto, korkea kuormituksen aiheuttama lämmön taipumislämpötila. Tämä varmistaa, että tiivisteet eivät pehmene tai petä korkeissa lämpötiloissa nesteissä tai ympäristöissä.
Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja mittapysyvyys: Suuri lujuus, jäykkyys ja sitkeys. Erinomainen virumis- ja väsymiskestävyys vaihtuvan rasituksen ja pitkäaikaisen paineen alaisena, ylläpitäen tiivistyspintojen tiivistä kosketusta vuotojen estämiseksi.
Alhainen kitka ja itsevoitelu: Alhainen kitkakerroin ja itsevoitelevat ominaisuudet. Tämä ominaisuus tekee siitä erityisen sopivan sovelluksiin, joissa voiteluöljyä ei voida tai ei pitäisi käyttää (esim. elintarvikkeet, lääkkeet, erittäin puhtaat kemikaalit), ja se vähentää kulumista ja pidentää tiivisteiden käyttöikää.
Erittäin alhainen kosteuden imeytyminen ja hydrolyysin kestävyys: Kyllästetyn veden imeytymisnopeus 23 °C:ssa on vain 0,4 %, ja suorituskyky pysyy vakaana korkeassa lämpötilassa, korkeapainehöyryssä ja kuumassa vedessä. Estää mittamuutokset ja tiivistysvauriot veden imeytymisen laajenemisen vuoksi, sopii höyryjärjestelmiin ja kosteisiin ympäristöihin.
Korkea puhtaus ja vähäinen kaasunmuodostus: Puhdas prosessointi, sopii pumppu- ja venttiilitiivisteisiin teollisuudenaloilla, joilla on erittäin korkeat puhtausvaatimukset, kuten puolijohde- ja lääketeollisuudessa.
Perinteisten materiaalien puutteiden voittaminen: Asiakirjoissa todetaan erityisesti, että perinteinen öljyputkien tiivistysmateriaali PTFE (polytetrafluorieteeni), jopa komposiittivahvistettuna, kärsii edelleen ongelmista, kuten nopeasta kulumisesta, kylmävirtauksesta (virumisesta) ja helposta murtumisesta korkeissa lämpötiloissa ja paineissa. PEEK-tiivisterenkaat korjaavat nämä puutteet säilyttäen samalla PTFE:hen verrattavan korroosionkestävyyden, mikä tekee niistä ihanteellisen päivitetyn materiaalin.
III. Tyypillisiä sovellustapauksia
PEEKin erityisiä käyttötarkoituksia pumppujen ja venttiilien tiivistyksessä ovat:
Öljypumpun tiivisteet, 3-muotoiset tiivisteet, pumpun ja venttiilin tiivistysrenkaat.
Venttiilit, pumppurungot, laakerit ja tiivisteet kemikaalipumpuille ja -venttiileille.
Kryogeenisten palloventtiilien ja termoplastisten komposiittiputkien tiivistyskomponentit suolaisten öljykenttien öljyntuotannossa.
Käytetään kompressorin venttiililevyinä, männänrenkaina ja erilaisina tiivisteinä mekaanisissa laitteissa.
IV. Lähiyhteydessä olevat yritykset
III. Tyypillisiä sovellustapauksia
PEEKin erityisiä käyttötarkoituksia pumppujen ja venttiilien tiivistyksessä ovat:
Öljypumpun tiivisteet, 3-muotoiset tiivisteet, pumpun ja venttiilin tiivistysrenkaat.
Venttiilit, pumppurungot, laakerit ja tiivisteet kemikaalipumpuille ja -venttiileille.
Kryogeenisten palloventtiilien ja termoplastisten komposiittiputkien tiivistyskomponentit suolaisten öljykenttien öljyntuotannossa.
Käytetään kompressorin venttiililevyinä, männänrenkaina ja erilaisina tiivisteinä mekaanisissa laitteissa.
IV. Lähiyhteydessä olevat yritykset
PEEK-materiaaleja tai -tuotteita pumppu- ja venttiilitiivisteiden alalla toimittavia yrityksiä ovat muun muassa:
Victrex (Iso-Britannia): PEEK-materiaalien maailmanlaajuinen johtaja, jonka tehokkaita ratkaisuja käytetään öljynetsintätyön vaativissa tiivistysympäristöissä.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.: Erikoistunut modifioitujen PEEK-materiaalien ja -tuotteiden valmistukseen. Tuotteita, kuten PEEK-pultteja, nippusiteitä ja tiivisteitä, käytetään suoraan esimerkiksi öljypumppujen ja venttiilien valmistuksessa.
V. Yhteenveto
Yhteenvetona voidaan todeta, että PEEK-materiaali ainutlaatuisen ominaisuuksiensa yhdistelmän – korroosionkestävyyden, korkean lämpötilan ja paineen kestävyyden, kulutuskestävyyden, itsevoitelun ja mittapysyvyyden – ansiosta ratkaisee perinteisten materiaalien suorituskykyyn liittyvät pullonkaulat äärimmäisissä käyttöolosuhteissa pumppujen ja venttiilien tiivistysalalla. Se ei ainoastaan paranna merkittävästi tiivisteiden luotettavuutta ja käyttöikää ja alenna ylläpitokustannuksia, vaan täyttää myös erikoisteollisuudenalojen (kuten puolijohde-, lääke- ja elintarviketeollisuuden) puhtaus- ja kontaminaatiovapaata pitoa koskevat vaatimukset. Teräksen korvaamisen muovilla ja huippulaitteiden lokalisoinnin myötä PEEK:n käyttöasteen odotetaan kasvavan edelleen tällä kriittisellä pumppujen ja venttiilien tiivistyksen peruskomponenttien alalla.
