Proprietà termiche dei materiali per le facce delle tenute meccaniche
Le proprietà termiche delle tenute meccaniche sono un fattore importante per le prestazioni e l'affidabilità della tenuta. La conduttività termica e l'espansione termica sono importanti in una tipica tenuta meccanica con facce in carbonio rispetto a carburo di tungsteno o carburo di silicio, la maggior parte del trasferimento di calore avviene attraverso l'elemento non in carbonio.
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Le facce o gli anelli di tenuta in acciaio inossidabile, stellite e ceramica hanno conduttività termiche molto inferiori rispetto al carburo di tungsteno e gli anelli o le facce di tenuta si surriscaldano notevolmente rispetto agli anelli o alle facce di tenuta in carburo di tungsteno o carburo di silicio.
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TL'espansione termica dei materiali della faccia di tenuta è correlata sia alla temperatura della faccia di tenuta che al coefficiente di espansione del materiale della faccia di tenuta. Per minimizzare gli effetti della temperatura della faccia di tenuta sulla deformazione, viene impiegato un basso coefficiente di espansione. Il coefficiente di espansione della grafite di carbonio, del carburo di tungsteno e del carburo di silicio è simile. Ciò consente un certo grado di sostituzione dei materiali frontali della tenuta all'interno della stessa famiglia di design. L'allumina è più alta e gli acciai inossidabili ancora più alti.
Eventuali differenze nel coefficiente di dilatazione diventano particolarmente importanti quando una guarnizione è realizzata con componenti calettati realizzati con materiali diversi. Se la temperatura di esercizio è molto diversa dalla temperatura di produzione, le facce della tenuta potrebbero deformarsi. In un caso estremo, i componenti potrebbero allentarsi.