L'anello ceramico in carburo di silicio (SiC) per tenuta rotante speciale ad alta durezza è un componente strutturale di tenuta ad alta resistenza all'usura, progettato su misura per sistemi di tenuta rotanti per fluidi. Come alternativa ad alte prestazioni rispetto agli anelli di tenuta in acciaio inossidabile, ghisa e ossido di alluminio, viene prodotto partendo da polvere di carburo di silicio ad altissima purezza, mediante pressatura isostatica, sinterizzazione a pressione zero a 2100 °C e processo integrato di rettifica ultra-precisa a doppia faccia con finitura a specchio. Presenta una struttura cristallina densa e priva di pori, in grado di resistere efficacemente all'attrito rotatorio ad alta velocità, alla corrosione chimica del mezzo e alla deformazione termica ad alte temperature. Nessuna scanalatura da usura superficiale, nessun gioco di perdita né fratture fragili dopo milioni di cicli continui di rotazione; ciò estende notevolmente la durata operativa della tenuta e riduce i costi di manutenzione dell'equipaggiamento e di sostituzione dei ricambi rispetto a quelli metallici e alle normali tenute ceramiche. La materia prima in carburo di silicio viene raffinata e sinterizzata in avanzati stabilimenti professionali per la produzione di ceramiche, supportando la produzione su larga scala su ordinazione (OEM) completamente personalizzata per ogni tipo di equipaggiamento meccanico con tenuta rotante.
Il carburo di silicio sinterizzato ad alta purezza possiede un’eccellente inerzia chimica universale, resistendo all’erosione prolungata da acidi deboli, basi forti, solventi organici, mezzi oleosi, acque reflue industriali e gas di scarico ad alta temperatura. Non si ossida, non subisce corrosione né genera residui di impurità solubili in condizioni operative severe e continue, eliminando i rischi di contaminazione del mezzo e di guasto della tenuta causati dalla ruggine e dalla corrosione chimica degli anelli di tenuta metallici. Le sue prestazioni fisiche e chimiche rimangono stabili in un ampio intervallo di temperatura compreso tra -40 °C e 1600 °C, senza reagire chimicamente con la maggior parte dei mezzi utilizzati nel trasporto industriale di fluidi.
La ceramica SiC presenta eccellenti prestazioni termiche complessive, con una temperatura massima di impiego prolungato fino a 1600 °C. Possiede un coefficiente di espansione termica estremamente basso e una resistenza affidabile agli shock termici: non si deforma né si fessura durante cicli rapidi di aumento e diminuzione della temperatura, rendendola un materiale di tenuta efficiente e stabile per pompe ad alta temperatura, reattori chimici e sistemi di tenuta per macchinari rotanti ad alta velocità.
3. Vantaggi dei componenti in ceramica SiC per tenute rotanti
3.1 Eccellente resistenza all’usura e tenuta a tenuta zero
L'elevatissima durezza Mohs e la superficie di tenuta lucidata a specchio priva di pori costituiscono i principali vantaggi competitivi degli anelli di tenuta in carburo di silicio (SiC). A differenza dei tradizionali materiali metallici e in allumina, garantiscono un attrito estremamente ridotto tra le superfici di tenuta mobile e fissa, intercettando efficacemente particelle fluide microscopiche e piccoli contaminanti, pur assicurando una rotazione fluida dell'albero rotante; le prestazioni complessive di tenuta sono nettamente superiori a quelle dei tradizionali raccordi di tenuta metallici.
3.2 Adattabilità sicura e stabile al mezzo e assenza di contaminazione
Grazie alla completa inerzia chimica e alle proprietà del materiale non tossico e stabile, gli anelli di tenuta in SiC sono estremamente sicuri per il trasporto di fluidi nei settori delle bevande alimentari, farmaceutico e chimico industriale. Non richiedono alcun rivestimento protettivo anticorrosivo aggiuntivo e non provocano alcuna contaminazione del fluido lavorato, rispettando pienamente gli standard internazionali di sicurezza per prodotti alimentari e per prodotti chimici industriali.
3.3 Leggerezza ed elevata stabilità termica
La ceramica al carburo di silicio (SiC) è leggera e resistente alle alte temperature; non aggiunge quindi carichi eccessivi agli alberi rotanti e ai componenti degli impianti di pompaggio. Inoltre, riduce efficacemente la conduzione termica e la deformazione per dilatazione termica delle parti abbinata, consentendo un’ottimizzazione multifunzionale della struttura di tenuta meccanica.
3.4 Vantaggiosa dal punto di vista economico e ambientale: lunga durata
Essendo un materiale ceramico industriale maturo, con catena di approvvigionamento stabile e processo di sinterizzazione standardizzato, gli anelli di tenuta in SiC presentano costi di produzione controllabili, rappresentando una valida alternativa economica e a lunga durata rispetto ai costosi materiali metallici per tenute. Il loro ciclo di servizio è da 10 a 40 volte più lungo rispetto a quello degli anelli di tenuta in metallo cromato, riducendo notevolmente i costi successivi di manutenzione aziendale e le perdite dovute agli arresti produttivi, soddisfacendo pienamente i requisiti di efficienza energetica, basso consumo e produzione verde e sostenibile.
4. Applicazioni settoriali specifiche dell’anello di tenuta rotante in SiC
4.1 Attrezzature per pompe di fluidi nell’industria chimica
Come componenti chiave rotanti a tenuta di elevata durezza e resistenza alla corrosione, resiste all’erosione da parte di mezzi chimici fortemente acidi e alcalini ed è ampiamente utilizzato in pompe centrifughe chimiche, pompe magnetiche e gruppi di tenuta rotanti per reattori impiegati nelle linee produttive di trasmissione di materie prime acide e basiche.
4.2 Macchinari per la lavorazione di alimenti e bevande
Conformi agli standard di sicurezza per il contatto con gli alimenti, gli anelli di tenuta in SiC non tossici e privi di contaminazioni vengono abbinati a pompe per il riempimento di bevande, pompe per il trasporto di olio commestibile e attrezzature rotanti per la lavorazione lattiero-casearia, evitando così la contaminazione del mezzo e prolungando il tempo di funzionamento continuo delle apparecchiature.
4.3 Attrezzature per il trattamento delle acque e la protezione ambientale
Grazie all’elevata resistenza all’usura e alla forte adattabilità a mezzi contenenti impurità, resiste efficacemente all’usura causata da particelle solide sospese nelle acque reflue ed è idoneo per pompe per il trattamento delle acque reflue industriali e strutture di tenuta rotante per attrezzature di depurazione delle acque sotterranee.
4.4 Macchinari petrolchimici ed energetici
Adattato a condizioni operative di trasporto di greggio, olio lubrificante e carburante ad alta temperatura; mantiene prestazioni di tenuta stabili sotto alta pressione e rotazione ad alta velocità, ed è ampiamente utilizzato in pompe di trasferimento del petrolio e in apparecchiature per la circolazione di fluidi nell’ambito delle nuove energie.
4.5 Metallurgia e apparecchiature industriali ad alta temperatura
Utilizzato in pompe per la circolazione di liquidi refrigeranti ad alta temperatura e in componenti rotanti di tenuta ausiliari per forni per trattamenti termici; resiste alla radiazione termica e all’erosione da mezzi ad alta temperatura, garantendo un funzionamento stabile dell’apparecchiatura nel lungo periodo.
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