ปั๊มสกรูสุขาภิบาลต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลัก รวมถึงการปนเปื้อนเป็นศูนย์ ทำความสะอาดง่าย ต้านทานการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูง และไม่มีสารตกค้าง ระบบการปิดผนึกของพวกเขาอยู่ภายใต้กระบวนการที่รุนแรง เช่น การทำความสะอาดออนไลน์ CIP (Clean-in-Place) การฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูง SIP (Sterilize-in-Place) และการชะล้างด้วยกรด-ด่างเป็นเวลานาน การเลือกวัสดุที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่การสึกหรอของวงแหวนที่หมุนและอยู่กับที่ ซีลยางบวมและแตกร้าว การกัดกร่อนของส่วนประกอบโลหะ และข้อบกพร่องอื่นๆ ปัญหาเหล่านี้จะทำให้เกิดการรั่วไหลของวัสดุ การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย การปนเปื้อนทุติยภูมิ และต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น ทำให้สายการผลิตไม่เป็นไปตามมาตรฐานการผลิตที่สะอาด ดังนั้นการเลือกวัสดุซีลจึงต้องคำนึงถึงความต้านทานการสึกหรอ อุณหภูมิและความต้านทานการกัดกร่อน เกรดสุขอนามัย และความเข้ากันได้ของสภาพการทำงานอย่างครอบคลุม
| วัสดุซีล | ข้อดีหลัก | สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|
| EPDM (เอทิลีน โพรพิลีน ไดอีน โมโนเมอร์) | ทนไอน้ำ ประสิทธิภาพด้านสุขอนามัยที่ดี คุ้มค่า | สื่อที่ใช้น้ำ เช่น ผลิตภัณฑ์นม น้ำผลไม้ และน้ำบริสุทธิ์ |
| ยางซิลิโคน VMQ | ทนต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ เกรดปลอดเชื้อสูง | สภาพการทำงานปลอดเชื้อที่อุณหภูมิสูงสำหรับยาและอาหารสำหรับทารก |
| FKM ฟลูออโรอีลาสโตเมอร์ | ทนน้ำมัน ทนแอลกอฮอล์ ทนด่างเข้มข้น | สื่ออาหารที่มีไขมันสูงและมีแอลกอฮอล์ |
| PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน) | ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ทนต่ออนุภาค | วัสดุที่เป็นกรด เป็นเม็ด และมีฤทธิ์กัดกร่อน |
| WC ทังสเตนคาร์ไบด์ | ทนต่อการสึกหรอสูงเป็นพิเศษ ใช้งานได้หลากหลาย | คู่แรงเสียดทานทั่วไปสำหรับการใช้งานด้านอาหารและยาทั่วไป |
| SiC ซิลิคอนคาร์ไบด์ | แรงเสียดทานต่ำ ทนต่อการสึกหรอที่มีความแม่นยำสูง | การใช้งานด้านสุขอนามัยระดับไฮเอนด์ที่มีรอบการสตาร์ท-สต็อปบ่อยครั้ง |
| คาร์บอนกราไฟท์ | ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนในตัวเอง | สภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงโดยมีอนุภาคของแข็งเล็กน้อย |
คู่แรงเสียดทานเป็นส่วนประกอบที่ทนต่อแรงดันและการสึกหรอของแกนกลาง ซึ่งประกอบด้วยวงแหวนหมุนและวงแหวนที่อยู่นิ่ง ต้องการความแข็งแรงสูง ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน ความหนาแน่นของอากาศที่ดีเยี่ยม และความสามารถในการแปรรูปที่ดี วัสดุหลักมีดังนี้:
เป็นวัสดุกระแสหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วทั้งอุตสาหกรรม โดยมีโคบอลต์ โครเมียม และไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก และมีโคบอลต์เป็นสารยึดเกาะ ยิ่งปริมาณโคบอลต์สูง ความแข็งแรงของวัสดุก็จะยิ่งต่ำลง เกรดทั่วไปได้แก่ YG-6, YG-8 และ YG-15 โดยมีความแข็งตั้งแต่ 87 ถึง 89.5 HRA มีความแข็งเป็น 20 เท่าของเหล็กความเร็วสูง มีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และประสิทธิภาพการจับคู่ที่ดี เหมาะสำหรับการลำเลียงอาหาร ผลิตภัณฑ์นม และเภสัชภัณฑ์เหลวแบบธรรมดาส่วนใหญ่
เหล็กกล้าโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน (3Cr13, 4Cr13 ฯลฯ) มีความต้านทานการสึกหรอและความแข็งแรงที่ดีขึ้น การตัดเฉือนที่เรียบง่าย และประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูง เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่มีน้ำสะอาดและมีสารละลายบางๆ ที่ปราศจากการกัดกร่อนที่รุนแรง เหล็กซิลิคอนสูงมีความแข็ง 45–50 HRC และทนทานต่อกรดซัลฟิวริก กรดไนตริก และกรดอินทรีย์ แต่ไม่สามารถทนต่อด่างเข้มข้นและกรดไฮโดรคลอริกได้ ใช้ได้เฉพาะกับสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดโดยไม่มีการกัดกร่อนของด่างรุนแรงเท่านั้น
เป็นวัสดุปิดผนึกขั้นสูงที่มีความแม่นยำสูงซึ่งเป็นที่ยอมรับทั่วโลก โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก ลดแรงเสียดทานและทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม ตลอดจนทนต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง โดยส่วนใหญ่จะจับคู่กับทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อลดการสูญเสียซีลอย่างมาก เหมาะสำหรับการลำเลียงยาและอาหารรสเลิศที่มีรอบการเริ่ม-หยุดบ่อยครั้ง อนุภาคของแข็งเล็กน้อย และข้อกำหนดด้านสุขอนามัยที่เข้มงวด
วัสดุคู่เสียดสีแบบนุ่มคลาสสิกที่ผลิตโดยการเผาที่อุณหภูมิสูง รูพรุนโดยธรรมชาติของมันต้องมีการปรับเปลี่ยนการเคลือบเพื่อการใช้งานจริง และสามารถจับคู่กับทังสเตนคาร์ไบด์หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ได้ เกรดหลักได้แก่ กราไฟท์คาร์บอนบริสุทธิ์ M121 (ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 350°C), กราไฟท์ที่เคลือบด้วยอีพอกซี/ฟูรานเรซิน (ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 200°C) และกราไฟท์ที่เคลือบด้วยโลหะ M232L (ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 400°C) ให้การหล่อลื่นในตัวเอง แรงเสียดทานต่ำ ทนต่อการกัดกร่อน และตัดเฉือนง่าย เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงซึ่งมีอนุภาคของแข็งเล็กน้อย
ส่วนประกอบยืดหยุ่นให้แรงดันชดเชยที่มั่นคงสำหรับซีล และเลือกวัสดุตามสภาพการทำงานจริง: สแตนเลส 1Cr18Ni9Ti และ 4Cr13 สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทั่วไป ฟอสเฟอร์บรอนซ์สำหรับน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย เหล็กกล้าคาร์บอน 65Mn และ 60Si2Mn สำหรับสภาพแวดล้อมน้ำสะอาดที่อุณหภูมิห้อง ปราศจากการกัดกร่อน 50GV สำหรับการใช้งานปั๊มน้ำมันที่อุณหภูมิสูง ป้องกันการรั่วไหลของซีลที่เกิดจากการกัดกร่อนและการลดทอนความยืดหยุ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การเลือกวัสดุครอบคลุมสี่มิติหลัก: การจับคู่วัสดุกับสื่อลำเลียง การเลือกวัสดุทนอุณหภูมิที่เป็นไปตามกระบวนการทำความสะอาด CIP/SIP การจับคู่ความทนทานต่ออุณหภูมิของวัสดุกับอุณหภูมิการทำงานของอุปกรณ์ และเป็นไปตามมาตรฐานการปฏิบัติตามข้อกำหนด รวมถึง FDA/3A สำหรับอาหารและ USP สำหรับเภสัชภัณฑ์
ความล้มเหลวทั่วไปที่เกิดจากการเลือกใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสม ได้แก่ ความล้มเหลวในการบวมของ EPDM เมื่อสัมผัสกับจาระบี การแตกร้าวของยางซิลิโคน และการปนเปื้อนของวัสดุที่ตามมาเมื่อสัมผัสกับกรดเข้มข้น การรั่วไหลของวัสดุเนื่องจากความต้านทานการสึกหรอไม่เพียงพอของ PTFE ธรรมดา การเปราะของ FKM ภายใต้การฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงบ่อยครั้ง และการรั่วไหลของซีลที่เกิดจากการกัดกร่อนของสปริงเหล็กคาร์บอน ความล้มเหลวทั้งหมดนี้เกิดจากความไม่ตรงกันระหว่างสภาพการทำงานกับวัสดุที่เลือก
ระบบการซีลสำหรับปั๊มสกรูสุขาภิบาลจำเป็นต้องมีการจับคู่แบบครบชุด ไม่มีวัสดุชนิดใดที่เหมาะกับทุกสภาพการทำงาน การจับคู่วัสดุที่แม่นยำกับสภาพแวดล้อมการบริการถือเป็นสิ่งสำคัญ EPDM ที่จับคู่กับทังสเตนคาร์ไบด์เป็นที่ต้องการสำหรับสายการผลิตที่ใช้น้ำทั่วไป FKM จับคู่กับซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกเลือกสำหรับตัวกลางที่มีไขมันสูงและแอลกอฮอล์ ยางซิลิโคนที่จับคู่กับกราไฟท์ดัดแปลงเหมาะกับกระบวนการทางเภสัชกรรมที่ผ่านการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูง PTFE ผสมกับกราไฟท์คาร์บอนถูกนำมาใช้สำหรับการใช้งานวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นเม็ดเทฟฟิโกเชี่ยวชาญในการซีลของเหลวสะอาด โดยมอบโซลูชันการซีลที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่เข้ากันได้สูงสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเคมีภัณฑ์รายวัน ด้วยวัสดุการซีลที่เป็นไปตามข้อกำหนดและระบบการคัดเลือกที่ครบถ้วน ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่สะอาดของสายการผลิตที่มีเสถียรภาพ กินน้อย และเป็นไปตามข้อกำหนด
