タングステンカーバイドシールリングは、ポンプやバルブ、メカニカルシール、水利設備、化学反応ケトルなど、産業用シールシステムの主要コンポーネントであり、その性能は直接的にシール効果、耐用年数、および運転安定性を決定します。シールリングの主要な性能は、使用される材料に依存します。現在、市場に出回っているタングステンカーバイドシールリングの主流材料には、YGシリーズタングステンカーバイド、YNシリーズタングステンカーバイド、および炭化ケイ素(SiC)があります。同時に、同じ材料の異なるグレード(YG8、YG10、YN10など)は、異なる成分比率により、著しい性能差があります。この記事では、分かりやすい言葉を使用し、リストと表を組み合わせて、これらの材料とグレードの違いを明確に分析し、業界の実務者が材料選択の核心的なロジックを迅速に把握できるようにします。
違いを理解する前に、まずこれらの3つの主要材料の基本的な特性を明確にし、混乱を避けるようにしましょう。
これらの3つの材料は、タングステンカーバイドシールリングの主流の選択肢であり、適用可能なシナリオに大きな違いがあります。以下は、3つの主要な側面(主要性能、適用可能な作業条件、および利点/欠点)からの詳細な比較であり、より直感的に表の形式で示されています。
| 比較の側面 | YGシリーズタングステンカーバイド | YNシリーズタングステンカーバイド | 炭化ケイ素(SiC) |
|---|---|---|---|
| コア硬度(HRA) | 89-92 | 91-94 | 92-95 |
| 耐摩耗性 | 優れており、中低負荷および従来の摩耗条件に適しています | 優れており、YGシリーズより15%〜30%高く、高摩耗条件に適しています | 非常に高く、タングステンカーバイド材料よりも耐摩耗性に優れており、特に高速摩擦シナリオに適しています |
| 耐高温性 | 一般的で、長期的な使用温度は≤600℃、超えると酸化しやすい | 良好で、長期的な使用温度は≤800℃、YGシリーズよりも耐酸化性に優れています | 優れており、長期的な使用温度は最大1200℃、高い高温安定性 |
| 耐食性 | 良好で、酸、アルカリ、塩などの従来の媒体による腐食に耐えますが、強酸化性媒体には耐えません | 良好で、YGシリーズよりもわずかに優れた耐食性があり、一部の酸化性媒体に耐えます | 非常に強く、ほとんどの酸、アルカリ、塩、および強酸化性媒体による腐食に耐え、化学媒体による浸食はほとんどありません |
| 靭性(耐衝撃性) | 良好で、タングステンカーバイド材料の中で最高の靭性を持ち、一定の衝撃負荷に耐えることができます | 一般的で、窒化物の添加により、靭性はYGシリーズよりもわずかに低く、耐衝撃性はわずかに弱いです | 不良で、脆く、強い衝撃に耐えられず、衝撃を受けると割れやすい |
| 適用可能な作業条件 | 従来の温度(≤600℃)、中低負荷、および強い衝撃がないシールシナリオ。例:通常のウォーターポンプシールおよび機械伝達シール | 中高温(≤800℃)、高摩耗、およびわずかな腐食があるシールシナリオ。例:高温オイルポンプシールおよび化学中間輸送設備シール | 高温(≤1200℃)、強い腐食、および高速摩擦があるシールシナリオ。例:強酸およびアルカリ反応ケトルシール、高温ボイラーシール、および原子力設備シール |
| 利点 | 良好な靭性、高いコストパフォーマンス、低い加工難易度、および幅広い用途 | 耐高温性、優れた耐摩耗性、強い耐酸化性、および一定の靭性 | 非常に高い耐高温性、耐食性、および耐摩耗性、長い耐用年数 |
| 欠点 | 耐高温性と耐摩耗性が限られており、強い腐食条件には適していません | 靭性がわずかに悪く、YGシリーズよりも20%〜40%高い価格、およびわずかに高い加工難易度 | 脆く、耐衝撃性が悪く、高価格(YGシリーズの2〜3倍)、および加工精度に対する高い要求 |
異なる材料の違いに加えて、同じ材料の異なるグレードのシールリングも、異なる成分比率により性能差があります。主要な影響要因は、バインダー含有量(YGシリーズの場合はコバルト含有量、YNシリーズの場合はコバルト+窒化物総含有量)です。以下に、YGシリーズとYNシリーズの主流グレードの違いをそれぞれ説明します。
YGシリーズのグレードの数字は、コバルト含有率を表しています。たとえば、YG8はコバルト含有量が8%で、残りはタングステンカーバイドです。コバルト含有量が多いほど、靭性は向上しますが、硬度と耐摩耗性はわずかに低下し、価格もコバルト含有量の増加に伴って上昇します。
| グレード | コバルト含有量 | コア性能特性 | 適用可能な作業条件 |
|---|---|---|---|
| YG6 | 6% | 最高の硬度(HRA≥91)、最高の耐摩耗性、ただし最悪の靭性と弱い耐衝撃性 | 低衝撃で高摩耗の静的シールシナリオ。例:固定シールリングおよび低速設備シール |
| YG8 | 8% | 硬度(HRA≥90)と靭性の最適なバランス、YGシリーズで最も広く使用されているグレード | 通常の速度と中低負荷の動的シールシナリオ。例:通常のウォーターポンプ、ファン、および油圧設備シール(市場の主流の選択肢) |
| YG10 | 10% | YG8よりも優れた靭性、強い耐衝撃性、ただしわずかに低い硬度(HRA≥89)と耐摩耗性 | 一定の衝撃負荷と中高速のシールシナリオ。例:少量の不純物を含む媒体を輸送する設備および鉱山機械シール |
| YG15 | 15% | 最高の靭性、非常に強い耐衝撃性、ただし最低の硬度(HRA≥88)と耐摩耗性 | 高衝撃と高負荷のシールシナリオ。例:大型スラリーポンプ、粉砕機、およびその他の不純物を多く含む媒体用の設備シール |
YNシリーズのグレードの数字は、コバルト+窒化物の総含有量を表しています。窒化物(主にTiN)の添加は、主に耐高温性と耐酸化性を向上させるためです。一般的なグレードには、YN6、YN10、YN12などがあり、その中でYN10が最も広く使用されているグレードです。
| グレード | コバルト+窒化物総含有量 | コア性能特性 | 適用可能な作業条件 |
|---|---|---|---|
| YN6 | 6% | 高窒化物含有量、最高の硬度(HRA≥93)、最高の耐高温性(長期≤850℃)、ただし靭性が悪い | 高温、低衝撃、高摩耗のシールシナリオ。例:高温熱伝達オイル炉シールおよび溶融塩輸送設備シール |
| YN10 | 10% | 耐高温性(長期≤800℃)と靭性の最適なバランス、強い耐酸化性、YNシリーズの主流グレード | 中高温、中高摩耗、わずかな腐食のシールシナリオ。例:高温化学ポンプシール、蒸気パイプラインシール、および熱油輸送設備シール |
| YN12 | 12% | YN10よりも優れた靭性、強い耐衝撃性、わずかに低い耐高温性(長期≤750℃) | 中高温、一定の衝撃のシールシナリオ。例:高温スラリーポンプシール、高温ファンシール、および少量の不純物を含むその他の高温設備シール |
異なる材料とグレードの違いを理解したら、設備の作業条件に応じて適切なタングステンカーバイドシールリングをすばやく選択できます。以下は、簡単な選択ロジックです。
タングステンカーバイドシールリングの異なる材料(YG、YN、炭化ケイ素)と、同じ材料の異なるグレードの違いは、主に性能の焦点の違いです——YGシリーズは靭性とコストパフォーマンスに優れ、YNシリーズは耐高温性と耐摩耗性に優れ、炭化ケイ素は耐高温性と耐食性に優れています。選択する際に、高い性能を盲目的に追求する必要はありません。重要なのは、温度、媒体腐食、摩耗度、衝撃負荷など、設備の作業条件に応じて、対応する材料とグレードを一致させることで、シール効果を確保し、コストを管理し、耐用年数を延ばすことです。
タングステンカーバイド工業製品業界の実務者として、お客様の具体的な作業条件(媒体の種類、温度、速度、圧力など)に応じて、適切なシールリング材料とグレード計画をカスタマイズできます。特定の設備のシールニーズがある場合は、より正確な選択提案については、お気軽にお問い合わせください!
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