Come si comportano gli O-ring FKM in condizioni estreme?
Nel moderno campo industriale, l'ambiente operativo delle attrezzature sta diventando sempre più complesso e le condizioni di lavoro estreme hanno presentato requisiti rigorosi sui componenti di tenuta. Con la sua struttura molecolare unica e le proprietà chimiche, gli O-ring FKM hanno prestazioni eccellenti in resistenza ad alta temperatura, resistenza chimica, resistenza all'invecchiamento, ecc., Rendendoli una scelta ideale per sigillare in condizioni di lavoro estreme.
La resistenza ad alta temperatura di Sigilli di O-ring FKM è particolarmente eccezionale. La sua catena principale è composta da legami carbonio-carbonio e legami con fluoro-carbonio. Il legame con fluoro-carbonio ha un'energia di legame estremamente elevata fino a 485kj/mol, che è molto più elevata del legame con i-idrogeno (413kJ/mol). Ciò consente a FKM di funzionare stabilmente per lungo tempo in un ambiente ad alta temperatura di 200 ℃ -250 ℃. Alcuni FKM appositamente formulati possono persino resistere a temperature istantanee di 300 ℃. In scenari come la sigillatura del motore automobilistico e la sigillatura di parti ad alta temperatura delle condutture petrolchimiche, gli O-sffing di FKM possono effettivamente impedire la perdita media con la loro resistenza ad alta temperatura e garantire il funzionamento continuo e stabile delle attrezzature.
La resistenza alla corrosione chimica è un altro vantaggio fondamentale degli O-ring FKM. La forte elettronegatività degli atomi di fluoro costituisce uno strato di schermatura delle nuvole di elettroni altamente stabile sulla superficie della catena molecolare FKM, riducendo notevolmente la possibilità che la catena molecolare reagisca con mezzi chimici. Pertanto, gli O-ring FKM hanno una buona tolleranza per la maggior parte dei solventi organici, acidi inorganici e forti ossidanti. Ad esempio, in forti ambienti di acido ossidante come acido solforico concentrato e acido nitrico concentrato, nonché ambienti di solvente organico come benzina e diesel, gli O-ring FKM possono comunque mantenere buone prestazioni di tenuta e proprietà fisiche e meccaniche. Tuttavia, va notato che FKM ha una scarsa tolleranza ai solventi polari come ammine, chetoni ed esteri è necessario un'attenta valutazione quando lo si utilizza in questi ambienti mediatici.
In termini di resistenza all'invecchiamento, anche gli O-ring FKM funzionano bene. Che si tratti di invecchiamento ossidativo termico, invecchiamento dell'ozono o invecchiamento ultravioletto, FKM mostra una forte resistenza. Durante il processo di invecchiamento ossidativo termico, la stabilità della catena molecolare FKM rallenta efficacemente il tasso di degradazione ossidativa; La sua struttura molecolare ha una naturale resistenza all'ozono e può essere utilizzata a lungo in un ambiente di ozono ad alta concentrazione senza crack; Allo stesso tempo, FKM ha una debole capacità di assorbire raggi ultravioletti e, se utilizzato in ambienti esterni, la sua velocità di invecchiamento è significativamente inferiore rispetto a molti altri materiali di gomma.
Come selezionare correttamente la durezza e la formula del materiale di O-ring FKM?
La durezza e la formula materiale degli O-ring FKM influenzano direttamente le prestazioni di sigillatura e la durata di servizio. La selezione corretta è la chiave per garantire l'effetto di tenuta.
La durezza è uno degli importanti indicatori di prestazione degli O-ring FKM, di solito espressi nella costa A, con un intervallo comune di 60-90 Shore A. Offing O-ring FKM con bassa durezza (come 60-70 Shore A) hanno una buona flessibilità e capacità di recupero della deformazione della compressione e sono adatti a condizioni di lavoro con un'elevata rugosità superficiale o di grandi vuoti. Possono riempire meglio piccoli difetti sulla superficie di tenuta e formare un sigillo efficace. Tuttavia, gli O-ring a bassa resistenza sono soggetti a deformazioni di estrusione in ambienti ad alta pressione, con conseguente guasto del sigillo. Gli O-ring FKM con alta durezza (80-90 Shore A) hanno più capacità anti-estrusione e sono adatti per scenari di tenuta ad alta pressione, ma la loro flessibilità è relativamente scarsa e richiede un grado più elevato di adattamento sulla superficie di tenuta.
Il contenuto di fluoro nella formula del materiale è il fattore fondamentale che influenza le prestazioni degli O-ring FKM. Maggiore è il contenuto di fluoro, più forte è la resistenza chimica e la resistenza ad alta temperatura di FKM, ma porterà anche ad un aumento della durezza dei materiali, all'aumento della difficoltà di elaborazione e ai costi più elevati. In generale, la gomma a fluoro medio con un contenuto di fluoro del 66% - 71% colpisce un buon equilibrio tra resistenza chimica, proprietà fisiche e meccaniche ed è adatto alla maggior parte degli scenari di sigillatura industriale convenzionali; Mentre la gomma ad alta fluoro con un contenuto di fluoro superiore al 75%, sebbene la resistenza chimica e la resistenza ad alta temperatura siano ulteriormente migliorate, è costosa e viene utilizzata principalmente in aerospaziale, semiconduttori e altri campi con requisiti di prestazioni estremamente elevate.
Il sistema di cura ha anche un'influenza importante sulle prestazioni degli O-ring FKM. I sistemi di indurimento comunemente utilizzati includono sistema di cura del perossido, sistema di cura dell'ammina e sistema di cura della resina fenolica. Gli O-ring FKM curati dal sistema di indurimento del perossido hanno un'eccellente prestazione di deformazione permanente di resistenza alla temperatura e compressione e la gomma vulcanizzata ha un'elevata purezza, che è adatta a industrie con elevati requisiti di igiene come cibo e medicina; Il sistema di indurimento dell'ammina ha una velocità di cura rapida e la gomma vulcanizzata ha un'elevata resistenza alla trazione, ma la resistenza ad alta temperatura è relativamente scarsa; Il sistema fenolico di indurimento della resina può fornire agli O-ring di FKM una buona resistenza chimica e resistenza alla temperatura ed è ampiamente utilizzato nel campo petrolchimico.
Dov'è il confine applicabile tra FKM e altri sigilli di elastomero?
Nella selezione di materiali ad anello di tenuta, FKM ed elastomeri come NBR, HNBR e FFKM hanno ciascuno i propri vantaggi e svantaggi. Chiarire i loro confini applicabili aiuterà a fare una selezione ragionevole.
La gomma di nitrile (NBR) è uno dei materiali di tenuta in gomma più utilizzati. Il suo più grande vantaggio è che ha una buona tolleranza all'olio minerale, agli oli di animale e vegetale, ed è a basso prezzo e ha eccellenti prestazioni di trasformazione. L'intervallo di temperatura operativa di NBR è generalmente -40 ℃ - 120 ℃. È adatto a scene come sistemi di combustibili automobilistici e sistemi idraulici che hanno elevati requisiti per la resistenza all'olio ma ambienti di temperatura e media chimica relativamente lievi. Tuttavia, la resistenza alla temperatura di NBR, la resistenza chimica e la resistenza all'invecchiamento sono di gran lunga inferiori all'FKM e inveccherà e fallirà rapidamente ad alta temperatura e ambienti chimici forti.
La gomma di nitrile idrogenata (HNBR) è un prodotto idrogenato di NBR. Idrogenando i doppi legami nella catena molecolare NBR, la sua resistenza ad alta temperatura, la resistenza all'invecchiamento e la resistenza chimica sono significativamente migliorate. L'intervallo di temperatura operativa di HNBR può raggiungere -35 ℃ - 150 ℃. In alcuni ambienti medi e medi chimici, le sue prestazioni sono vicine a FKM, ma il prezzo è relativamente basso. Tuttavia, le prestazioni di HNBR in forti media ossidanti e ambienti ad alta temperatura non sono ancora paragonabili a FKM. È adatto a condizioni di lavoro come le guarnizioni periferiche del motore automobilistico e le guarnizioni del cambio industriali.
Perfluoroelastomer (FFKM) è il materiale di gomma con il più alto contenuto di fluoro. Ha una migliore temperatura e una resistenza chimica di FKM. Può funzionare a lungo ad alta temperatura di 327 ° C e può resistere a quasi tutti i media chimici. Tuttavia, FFKM è costoso, difficile da elaborare e ha scarse prestazioni a bassa temperatura. Pertanto, viene utilizzato principalmente in campi speciali come la produzione di semiconduttori e la tenuta del reattore chimico, che hanno requisiti estremamente elevati per le prestazioni di sigillatura e non considerano i costi. Al contrario, FKM ha trovato un migliore equilibrio tra prestazioni e costi ed è adatto alle esigenze di sigillatura convenzionali nella maggior parte dei campi industriali.
A quali punti tecnici dovrebbero essere prestati attenzione durante l'installazione e l'utilizzo di O-ring FKM?
L'installazione e l'uso corretti sono la chiave per massimizzare le prestazioni di tenuta degli O-ring FKM ed estendere la loro durata di servizio. È necessario prestare attenzione a punti tecnici come la rugosità superficiale, la progettazione del tasso di compressione e la modalità di guasto.
La rugosità superficiale della superficie di tenuta ha un impatto significativo sull'effetto di tenuta dell'o-ring FKM. In generale, il valore RA di rugosità della superficie della superficie di tenuta deve essere controllato tra 0,8 e 3,2 μm. Una superficie troppo ruvida graffirà la superficie dell'o-ring e formerà un canale di perdita; Una superficie troppo liscia non sarà favorevole all'adattamento tra l'O-ring e la superficie di tenuta e la perdita di interfaccia è soggetta a essere inclini. Inoltre, l'accuratezza di elaborazione della superficie di tenuta deve anche essere rigorosamente controllata per evitare deviazioni dimensionali che portano a un'installazione impropria dell'o-ring.
La progettazione del tasso di compressione degli O-ring FKM è direttamente correlata all'effetto di sigillatura e alla durata di servizio. Se il tasso di compressione è troppo elevato, l'invecchiamento e l'usura degli O-ring verranno accelerati, accorciando la durata di servizio; Se il tasso di compressione è troppo basso, non è possibile formare un sigillo efficace. In generale, si raccomanda il tasso di compressione degli O -ring FKM per essere controllato al 15% - 25% per la tenuta statica e il tasso di compressione può essere adeguatamente ridotto al 10% - 15% per la tenuta dinamica. Allo stesso tempo, è necessario prendere in considerazione l'influenza di fattori come la temperatura di lavoro e la media pressione sul tasso di compressione. In un ambiente ad alta temperatura, il materiale subirà un'espansione termica e il tasso di compressione dovrebbe essere adeguatamente ridotto; In un ambiente ad alta pressione, il tasso di compressione deve essere adeguatamente aumentato per prevenire la deformazione dell'estrusione.
Comprendere le modalità di fallimento degli O-ring FKM può aiutare a prevenire in anticipo i guasti. Le modalità di fallimento comuni includono fallimento di estrusione, fallimento dell'usura, fallimento dell'invecchiamento e fallimento della corrosione chimica. Il fallimento dell'estrusione si verifica principalmente in ambienti ad alta pressione. Quando il divario di sigillatura è troppo grande, l'O-ring verrà schiacciato nel divario e danneggiato. Questo può essere evitato selezionando gli O-ring con una durezza adeguata e controllando il divario di tenuta. L'usura è principalmente causata dall'attrito durante la tenuta dinamica. L'usura può essere ridotta ottimizzando la struttura di tenuta e utilizzando supporti lubrificanti. Il fallimento dell'invecchiamento e il fallimento della corrosione chimica sono strettamente correlati all'ambiente di lavoro. È necessario selezionare la formula del materiale appropriata in base alle condizioni di lavoro effettive e controllare e sostituire regolarmente gli O-ring.
