Propiedades térmicas de materiales para caras de sellos mecánicos
Las propiedades térmicas de los sellos mecánicos son un factor importante en el rendimiento y la confiabilidad del sello. La conductividad térmica y la expansión térmica son mayores en un sello mecánico típico con caras de carbono versus carburo de tungsteno o carburo de silicio, la mayor parte de la transferencia de calor se lleva a cabo a través del elemento que no es de carbono.
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Las caras o anillos de sello de acero inoxidable, estelita y cerámica tienen conductividades térmicas mucho más bajas que las de carburo de tungsteno y los anillos o caras de sello se calentarán considerablemente más que los anillos de sello o la cara hechos de carburo de tungsteno o carburo de silicio.
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TLa expansión térmica de los materiales de la cara del sello está relacionada tanto con la temperatura de la cara del sello como con el coeficiente de expansión del material de la cara del sello. Para minimizar los efectos de la temperatura de la cara del sello sobre la distorsión, se emplea un bajo coeficiente de expansión. El coeficiente de expansión del grafito de carbono, el carburo de tungsteno y el carburo de silicio es similar. Esto permite algún grado de sustitución en los materiales de la cara del sello dentro de la misma familia de diseño. La alúmina es más alta y los aceros inoxidables aún más altos.
Cualquier diferencia en el coeficiente de expansión se vuelve especialmente importante cuando un sello se fabrica con componentes de ajuste por contracción hechos de diferentes materiales. Si la temperatura de operación es bastante diferente de la temperatura de fabricación, las caras del sello pueden distorsionarse. En un caso extremo, los componentes pueden aflojarse.