يشير كربيد السيليكون الأسود إلى فئة من المواد الخزفية عالية الأداء، المصنعة يدويًا، والمستخدمة في أهم المكونات المقاومة للتآكل والتآكل. صُممت هذه المضخات للتعامل مع المواد العازلة والسوائل التي قد تُتلف المضخات المعدنية القياسية بسرعة.
1. لماذا يستخدم كربيد السيليكون الأسود في المضخات؟
غالبًا ما تُعدّ المضخات الخزفية الحل الأمثل لضخ المواد الكاشطة أو المسببة للتآكل، أو مزيج منهما ( مادة كاشطة وأخرى تآكلية). المواد القياسية، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، تفشل بسرعة في هذه الظروف.
إن الخصائص الاستثنائية لكربيد السيليكون الأسود تجعله مثاليًا لهذا الدور الصعب:
صلابة شديدة: مع صلابة موس تبلغ 9.5، فهي واحدة من أصعب المواد المتاحة، وتوفر مقاومة ممتازة للتآكل من الجسيمات الصلبة (مثل الرمل والمعادن والرماد).
مقاومة ممتازة للتآكل: فهي تقاوم هجوم مجموعة واسعة من الأحماض والقلويات والأملاح، مما يضمن طول العمر في المعالجة الكيميائية.
قوة ميكانيكية عالية: تتمتع بقوة ضغط عالية جدًا، مما يسمح لها بتحمل ضغوط التشغيل الكبيرة.
مقاومة جيدة للصدمات الحرارية: يمكنها تحمل التغيرات السريعة في درجات الحرارة دون التشقق.
خفيف الوزن: فهو أخف وزناً بشكل ملحوظ من المعادن مثل كربيد التنغستن.
| التحليل الكيميائي النموذجي | الخصائص الفيزيائية النموذجية | ||
| كربيد السيليكون | ≥98% | صلابة: | موهس: 9.15 |
| ثاني أكسيد السيليكون | ≤1% | نقطة الانصهار: | سامية عند 2250 درجة مئوية |
| H2O3 | ≤0.5% | أقصى درجة حرارة للخدمة: | 1900 درجة مئوية |
| Fe2O3 | ≤0.3% | الثقل النوعي: | 3.2-3.45 جم/سم3 |
| نادي كرة القدم | ≤0.3% | الكثافة الظاهرية (LPD): | 1.2-1.6 جم/سم3 |
| المحتوى المغناطيسي | ≤0.02% | لون: | أسود |
| شكل الجسيم: | سداسي | ||
2. التطبيقات الرئيسية في المضخات
لا يُستخدم كربيد السيليكون الأسود عادةً لكامل جسم المضخة نظرًا لتكلفته وتعقيد تصنيعه. بل يُستخدم في المكونات الأكثر أهمية التي تواجه أقسى الظروف:
وجوه الختم الميكانيكية (التطبيق الأكثر شيوعًا):
هذا هو الاستخدام الأمثل لكربيد السيليكون في المضخات. يتطلب الختم الميكانيكي زوجًا صلبًا ومسطحًا ومتينًا من الحلقات (السطح الثابت والسطح الدوار) لمنع التسرب.
تشمل الأزواج الشائعة ما يلي:
SiC مقابل SiC: يُستخدمان في أشدّ أعمال الكشط والتآكل. يُعدّ هذا الخيار الأمثل للمضخات الخزفية.
SiC مقابل كربيد التنغستن: لمهام أقل كشطًا ولكنها شديدة التآكل.
SiC مقابل الكربون: للتطبيقات التي تتطلب تزييتًا أفضل.
الأكمام والبطانات:
في التطبيقات التي يكون فيها التزييت صعبًا، فإن خصائص التزييت الذاتي لـ SiC ومقاومة التآكل تجعلها مثالية للأكمام والبطانات.
بطانات وبطانات الحلق:
يتم استخدامها كبطانات تقييدية في غلاف المضخة لحماية المكونات الأخرى من التآكل.