Индивидуальные тефлоновые прокладки для турбокомпрессоров | Высокотемпературные уплотнения | Teflon X

Введение

Это кошмарный сценарий для любого моторостроителя. Вы проводите месяцы, совершенствуя соотношение воздуха и топлива, составляя карту ЭБУ и добиваясь правильной работы турбонаддува, и только под нагрузкой прокладка $5 выходит из строя. Бум. Вы теряете свой буст и, возможно, доверие клиента.

Я давно занимаюсь герметизацией и видел несколько абсолютных катастроф, когда дело доходило до уплотнения турбокомпрессора. Люди пытаются надеть стандартную резиновую прокладку или дешевый графитовый композит на систему, работающую под давлением 30 PSI и выделяющую тепло, способное расплавить алюминий. Это просто не работает.

Если вы занимаетесь производством двигателей или созданием высокопроизводительных турбокомплектов, вам необходимо поговорить о политетрафторэтилене (да, PTFE). А именно, Нестандартные прокладки из ПТФЭ. На сайте Тефлон XМы отошли от менталитета "один размер подходит всем", потому что, давайте будем честными, у каждой турбоустановки есть свои индивидуальные особенности.

Почему турбокомпрессоры едят прокладки на завтрак

Давайте разберемся в технике, но не будем отвлекаться от реальности. Турбокомпрессор - это, по сути, тепловой насос. Турбина приводится в движение выхлопными газами. Речь идет не о теплом летнем ветерке, а о температуре выхлопных газов (EGT), которая часто достигает 800°C - 1050°C (Это примерно от 1472°F до 1922°F для имперских людей).

Хотя прокладка обычно не находится непосредственно в потоке выхлопных газов (если только это не прокладка впускного/выпускного патрубков турбины), тепловое намокание очень велико. Весь корпус расширяется.

Вот в чем проблема: Термоциклирование.
Металл расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Прокладка сминается, затем разжимается, затем снова сжимается.
Большинство материалов подвержены "сжатию". Это означает, что после сжатия они остаются сжатыми. Когда при охлаждении открывается зазор? Утечка.

Высокотемпературные прокладки нужно сделать две вещи:

1. Переживите жару, не превратившись в слизь или пепел.
2. Отскок (восстановление) при движении фланца.

Физика неудачи

Если мы посмотрим на напряжение в прокладке, то в упрощенном текстовом математическом выражении это выглядит примерно так:

Напряжение (S) = Сила (F) / Площадь (A)

В турбо-приложении, Force не является постоянным. Оно скачет при увеличении давления наддува. Если материал прокладки имеет низкую прочность на разрыв при высоких температурах, S > Доходность материала. Результат? Разгром.

Именно здесь решения для автомобильных уплотнений на основе стандартного NBR или даже обычного Viton иногда оказываются неэффективными, если конструкция не идеальна. Они варятся. Они становятся хрупкими. Они трескаются.

Почему тефлон - король холмов (в основном)

Итак, почему мы продвигаем PTFE в Тефлон X? Не только потому, что это наше имя.

Температура плавления PTFE составляет около 327°C (620°F). Хотя этот показатель ниже пикового EGT турбокомпрессора, помните, что прокладка со стороны компрессора или трубопроводов возврата масла не видит полного фронта пламени. Для трубопроводов масла и охлаждающей жидкости, подсоединенных к турбокомпрессору или впускным коллекторам, фторопласт практически химически инертен. Ему безразличны горячее масло, гоночное топливо или метанол.

Вот краткое описание того, почему мы используем именно его, а не что-то другое:

Сравнение материалов: Тест "Расплавится ли он?" Тест

Я составил эту таблицу на основе данных, собранных нами за годы тестирования.

Материал	Максимальная непрерывная температура	Устойчивость к воздействию масла	Комплект для сжатия	Лучшее для
Виргинский ПТФЭ	260°C (500°F)	Отличный	Плохо (холодные потоки)	Химические линии, низкое давление
Стеклонаполненный ПТФЭ	260°C (500°F)	Отличный	Хороший	Магистрали турбомасла/охладителя
ПТФЭ с углеродным наполнителем	260°C+	Отличный	Очень хорошо	Сильно нагревающиеся поверхности
NBR (резина)	120°C (248°F)	Хороший	Хороший	Только холодная сторона впуска
Графит	450°C+	Справедливый	Отличный	Выхлопные фланцы

Вы заметили, что я указал "Virgin PTFE" как материал, плохо сжимающийся. Это проблема "холодного потока" или "ползучести". Если затянуть его с большим усилием, то со временем он выдавливается по бокам, как зубная паста.

Спорное мнение: Прекратите использовать Virgin PTFE для фланцев высокого давления. Просто перестаньте. Это дешево, но раздражает. Вам нужно Нестандартные прокладки из ПТФЭ которые усилены. Мы используем такие наполнители, как стекло, углерод или бронза, чтобы остановить ползучесть. Это придает прокладке "кости".

Разработка индивидуальных прокладок из ПТФЭ для вашей конструкции

Когда вы обращаетесь к нам за Прокладки на заказМы не просто берем лист и вырезаем его по шаблону. Мы смотрим на применение.

Важность толщины

Толще не всегда лучше. Я постоянно вижу эту ошибку. Парни думают: "О, фланец деформирован, давайте я использую толстую прокладку, чтобы заполнить зазор".
На самом деле, более тонкая прокладка лучше справляется с высоким внутренним давлением.
Формула для напряжения обруча на кромке прокладки примерно коррелирует с толщиной ($t$). Меньшая толщина $t$ обычно означает меньшую площадь поверхности для выталкивания давлением.

Выбор наполнителя

Для турбокомпрессоров мы обычно рекомендуем:

• 25% Стекло с наполнением: Отлично подходит для уплотнений корпуса компрессора. Она твердая и устойчива к износу.
• Углеродное наполнение: Лучшая теплопроводность. Она помогает отводить тепло от горячих точек, а не изолировать их, что может привести к локальному короблению.

Ознакомиться с нашим ассортиментом вы можете здесь: Категория Прокладки из ПТФЭ.

Реальный разговор: Пример из практики (Аноним)

Позвольте мне рассказать вам о проекте, над которым мы работали в прошлом году. Назовем клиента "SpeedyBoats Inc." (очевидно, это не настоящее имя).

Проблема:
Они создавали судовые турбодизельные двигатели. Высокая нагрузка, постоянные обороты. Они использовали стандартную штампованную бумажную прокладку для линии возврата масла, выходящей с горячей стороны турбины.
Поскольку двигатель находился в корпусе лодки, воздушный поток был просто бесполезен. Температура окружающей среды вокруг турбины была безумной. Бумажные прокладки запекались, становились хрупкими и трескались уже через 50 часов работы. Утечки масла в трюме - это огромный запрет EPA.

Фикс:
Они обратились к Эллисон.Йе@teflonx.com. Мы посмотрели на фланец. Он был странной, нестандартной формы - ни одной готовой детали не существовало.
Мы разработали вырезанная на заказ прокладка используя 25% ПТФЭ с углеродным наполнением.
Почему карбон? Потому что в этой специфической маслянистой среде он выдерживает тепловые циклы лучше, чем стекло. Мы также скорректировали спецификации моментов затяжки болтов, поскольку тефлон более гладкий, чем бумага (более низкий коэффициент трения).

Результат:
Прошли 500-часовой тест на прочность с нулевым уровнем протечек. Они сэкономили тысячи на гарантийных обязательствах.

Резка с ЧПУ и высечка: Имеет ли это значение?

Да.
Если вам нужно 10 000 прокладок, мы изготавливаем штамп (пресс-форму). Это дешевле в расчете на единицу продукции.
Но если вы разрабатываете прототип или делаете ограниченную партию высококлассных двигателей, мы используем цифровую ножевую резку с ЧПУ.

• Точность: Никаких "песочных часов", которые получаются при высечке толстого материала.
• Скорость: Мы можем пройти путь от файла CAD до физической прокладки в вашей руке за несколько дней, а не недель.
• Расходы: Никаких затрат на оснастку.

Для уплотнения турбокомпрессораТам, где площадь поверхности мала и точна, неровная кромка затупившегося ножа может создать канал утечки. Мы держим наши лезвия острыми.

Советы по установке (не испортить)

Даже самые лучшие решения для автомобильных уплотнений не работает, если его устанавливает горилла.

1. Очистите фланец: Я имею в виду, действительно очистите его. Старый материал прокладок, масло, ржавчина. Доведите до голого металла.
2. Сухая установка: PTFE, как правило, не нуждается в силиконе RTV. Более того, силикон часто выступает в качестве смазки, которая помогает прокладке выскользнуть. Устанавливайте ее сухой, если не указано иное.
3. Последовательность крутящего момента: Крестообразный узор. Всегда.
4. Повторное затягивание: Это самое важное. Фторопласт расслабляется. После первого цикла нагрева (запустите двигатель, нагрейте его, дайте остыть) снова проверьте болты. Скорее всего, они будут закручены еще на четверть оборота.

FAQ: Вопросы, которые мне задают в баре

Давайте остановим утечки

Инженерное дело и так непростое, если не беспокоиться о том, что жидкости будут капать на пол в цеху. Вам нужно уплотнение, которое можно установить и забыть о нем.

В Тефлон XМы специализируемся на высокотемпературные прокладки для людей, расширяющих границы возможностей техники. Мы не просто продаем пластиковые кольца, мы продаем надежность.

Если вы работаете над новой турбоустановкой или устали раз за разом заменять одно и то же вышедшее из строя уплотнение, напишите нам. Мы рассмотрим ваши требования к давлению, температуре и рабочей среде и определим, какая именно смесь PTFE вам нужна.

Готовы заключить сделку? (Извините, пришлось прибегнуть к каламбуру).

• Ознакомьтесь с нашими материалами: Категория Прокладки из ПТФЭ
• Поговорите с человеком: Связаться с нами
• Получите прямую котировку: Электронная почта Эллисон.Йе@teflonx.com