EPDM проти NBR проти силікону: вибір правильної гумової суміші для промислових ущільнень клапанів

Вузол клапана може бути оброблений із ідеальними допусками та все одно вийти з ладу в польових умовах -, і частіше за все основна причина полягає в ущільненні, а не в металі. Вибір неправильного еластомеру для сердечника або ущільнення клапана не просто скорочує термін служби; це може призвести до поступового витоку, раптового прориву ущільнення або невідповідності вимогам, діагностика яких після встановлення є дорогою.

 

Це особливо вірно для сердечників клапанів, з’єднаних гумою--з металом, де гумовий компонент назавжди з’єднаний із металевою вставкою. Після з’єднання з’єднання не можна замінити -, тому рішення про вибір має бути правильним з першого разу. У цьому посібнику ми розберемо три найпоширеніші еластомери для промислових ущільнень клапанів - EPDM, NBR і силікон - і надамо вам практичну основу для вибору між ними.

 

Перш ніж порівнювати конкретні матеріали, це допоможе визначити, що насправді має значення для ущільнення клапана. Більшість помилок специфікації виникає через надмірне-індексування однієї властивості (зазвичай вартості), а інші ігноруються.

 

Діапазон температур. Кожен еластомер має робоче вікно, поза яким він твердне, тріскається або втрачає свою герметичність. Завжди перевіряйте як безперервний-діапазон використання, так і-короткостроковий ліміт екскурсії - це часто різні цифри в таблиці даних.

 

Хімічна та середовищна сумісність. Яке ущільнення насправді контактує з - повітрям, водою, гідравлічним маслом, паливом, парою чи очисними засобами? Еластомер, який добре працює в одному середовищі, може швидко деградувати в іншому.

 

Компресійний комплект. Це вимірює, наскільки добре матеріал повертається до своєї початкової форми після тривалого стиснення. Високий ступінь стиснення означає, що ущільнювач поступово втрачатиме контактний тиск із часом - повільний шлях до витоку, який легко помітити на ранній-етапі тестування.

 

Твердість (Шор А). Впливає як на силу ущільнення, так і на поведінку при монтажі. Занадто м'який, і матеріал видавлюється під тиском; занадто жорсткий, і він може погано прилягати до сполучених поверхонь.

 

Стійкість до стирання та зносу. Особливо актуально для динамічних ущільнень - сердечники клапанів, які зазнають повторюваних циклів спрацьовування, потребують суміші, яка протистоїть поверхневому зносу протягом усього терміну служби виробу.

 

Практичний спосіб подумати про це: температура та сумісність середовищ зазвичай звужують поле до однієї або двох родин кандидатів. Потім ступінь стиску та твердість визначають конкретну марку сполуки в цій родині.

 

EPDM (етиленпропілендієновий мономер) є одним із найбільш широко використовуваних еластомерів у залізничних і промислових пневматичних системах, головним чином через його стійкість до тепла, пари, озону та погодних умов.

 

Сильні сторони:

1. Відмінна стійкість до гарячої води, пари та зовнішніх погодних умов (УФ, озон)
2. Хороша продуктивність у широкому діапазоні температур, як правило, від -40 градусів до 150 градусів залежно від класу суміші
3. Висока стійкість до полярних рідин, таких як гальмівні рідини-на водній основі та багатьох очисних засобів
4. Як правило, нижча вартість, ніж силікон або фторэластомери

Слабкі сторони:

1. Погана стійкість до мінеральних масел, палива та більшості вуглеводневих-мастильних матеріалів - вона набухає та руйнується
2. Не підходить для пневматичних систем, де повітряна лінія переносить залишки мастила компресора-на основі масла

 

Де він підходить для ущільнень клапанів: EPDM є сильним вибором за замовчуванням для гальмівних систем залізничного транспорту, ущільнень клапанів систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря та будь-яких застосувань, де основним впливом є вода, пара або погода, а не масло. Він часто використовується в ущільнювачах дверних систем та інших компонентах, що піддаються зовнішньому впливу.

NBR (нітрил-бутадієн-каучук) є найпоширенішим еластомером, що використовується в пневматичних і гідравлічних системах, саме через одну проблему, з якою EPDM бореться: маслостійкість.

 

Сильні сторони:

1. Чудова стійкість до мінеральних масел, палива та гідравлічних рідин
2. Хороша стійкість до стирання, що робить його придатним для динамічних ущільнень із багаторазовими циклами
3. Розумна продуктивність компресії в помірних діапазонах температур
4. Економічно-для великого{1}}виробництва

Слабкі сторони:

1. Стійкість до несприятливих погодних умов і озону - погіршується під час тривалого впливу ультрафіолетових променів і зовнішнього середовища, якщо не скомпоновано спеціально
2. Вужча -температурна стеля порівняно з EPDM або силіконом, зазвичай приблизно до -50–80 градусів для стандартних марок
3. Не підходить, якщо ущільнення піддається впливу полярних рідин, таких як гальмівна рідина, або сильних очисних засобів

 

Де він підходить для ущільнення клапанів: NBR є вибором за замовчуванням для сердечників пневматичних клапанів, ущільнень контрольних клапанів і будь-яких компонентів, які безпосередньо контактують зі стисненим повітрям, що переносить залишки мастила. Зокрема, для сердечників клапанів, з’єднаних гумою з- металом, NBR часто є базовою сумішшю, за винятком випадків, коли вплив зовнішнього середовища або екстремальні температурні вимоги підштовхують специфікації до EPDM або силікону.

 

Силікон займає іншу нішу - його обирають не через хімічну стійкість, а більше через екстремальний температурний діапазон і стабільність.

 

Сильні сторони:

1. Дуже широкий діапазон температур, часто від приблизно -60 градусів до 200–230 градусів залежно від сорту
2. Чудова стійкість до озону, ультрафіолетового випромінювання та погодних умов
3. Хороші електроізоляційні властивості, корисні поблизу чутливих електронних корпусів
4. Зберігає гнучкість при низьких температурах краще, ніж більшість інших еластомерів

Слабкі сторони:

1. Низька механічна міцність і стійкість до стирання порівняно з EPDM або NBR - не ідеально підходить для динамічних ущільнень із високим-циклом
2. Зазвичай низька стійкість до палива та багатьох розчинників
3. Вища вартість матеріалу

 

Де він підходить для ущільнення клапанів: силікон зазвичай резервується для статичних ущільнень у зонах із високою-температурою або для застосування поблизу електроніки, де його ізоляційні властивості додають цінності. Коли поряд із високою температурою потрібна хімічна стійкість до палива чи гідравлічного масла, FKM (фторэластомер, широко відомий як Viton) часто є більш доцільним вибором - він пропонує термічні характеристики, подібні до силікону, зі значно кращою стійкістю до масел, палива та агресивних хімікатів за вищої вартості матеріалу, ніж EPDM або NBR.

 

Для стандартних ущільнювальних кілець або прокладок вибір неправильної суміші є дорогою помилкою, але її можна виправити - замінити деталь. Для сердечників клапанів, з’єднаних гумою-з-металом, гума вулканізується безпосередньо на металевій вставці як постійний вузол. Немає-замінного ущільнення, яке можна замінити, якщо компаунд неправильний.

Це підвищує ставки на процес відбору в деякихконкретні способи:

• Сам зв’язок-залежний. Не кожна гумова суміш однаково добре зв’язується з металевими основами. Склеювальні агенти та обробка поверхні мають бути узгоджені з конкретною сім’єю еластомерів, а процес склеювання постачальника має бути кваліфікованим для зазначеної суміші -, а не лише загальної «номінації» для гумових--металевих деталей.
• Відмова на місці означає повну заміну, а не повторне запечатування. Якщо з’єднаний сердечник клапана виходить з ладу через несумісність суміші з робочим середовищем, весь металевий-гумовий вузол зазвичай потребує заміни, що є дорожчим і руйнівним результатом, ніж заміна окремого ущільнення.
• Дані програми слід переглядати на етапі проектування, а не після створення прототипу. Оскільки зміна компаунду після кваліфікації інструментів і з’єднання може означати повторну -перевірку всієї деталі, варто підтвердити вплив середовища, температурний діапазон і вимоги до сертифікації (наприклад, стандарти протипожежної безпеки залізничного транспорту) перед остаточним проектуванням.

 

Тут також окупається робота з досвідченим виробником з’єднання-з-металом - постачальником, який може порадити щодо сумісності-з-підкладкою на етапі проектування, а не після невдалого випробування.

Ви можете використати це як початковий контрольний список під час визначення гумових сумішей для ущільнень клапанів або компонентів, пов’язаних із --гумою та металом.

 

 

1. Карта операційного середовища. З якими середовищами контактує ущільнення (повітря, масло, паливо, пара, вода)? Що таке безперервна та пікова температура?
2. Визначте нормативні або сертифікаційні вимоги. Чи вимагає програма відповідності вимогам пожежної безпеки на залізниці, деклараціям REACH/RoHS або іншим регіональним стандартам? TGE має сертифікат ISO 9001:2015 щодо управління якістю.
3. Вибір сімейств сполук на основі середовища та температури. Використовуйте наведене вище порівняння як початковий фільтр - EPDM для води/пари/погоди, NBR для масла/палива при помірних температурах, силікон або FKM для екстремальних температур або спеціальних потреб у стійкості.
4. Підтвердьте вимоги до набору твердості та стиснення на основі сили ущільнення та тривалості циклу, необхідних для застосування.
5. Перевірте кваліфікацію зв’язку, якщо вказуєте компонент, пов’язаний із -гумою та-металом - підтвердьте, що постачальник перевірив ефективність зв’язку для конкретної суміші, а не лише для основи. Як один із основних постачальників провідних підприємств у галузі залізничних перевезень, TGE поставила на світовий ринок понад 1 мільйон гумових-металевих клапанів, заслуживши чудову репутацію завдяки найвищій якості та незмінним-своєчасним поставкам.
6. Запитуйте тестові дані, а не лише значення таблиці даних. Попросіть надати остаточну стиск, міцність на зчеплення та температурні цикли, що стосуються процесу серійного виробництва, якщо це можливо.

Рідко існує одна «правильна» суміш для певного ущільнення клапана - правильний вибір залежить від температури зважування, впливу середовища, механічних вимог і вартості. Найважливішим є свідомий компроміс-з реальними даними про ефективність, а не використання за замовчуванням будь-якої суміші, яку постачальник має на складі.

 

Якщо ви вибираєте сердечники клапанів, з’єднані гумою-з-металом, або інші ущільнювальні компоненти для залізничного транспорту чи прецизійного промислового обладнання, ми з радістю переглянемо ваші вимоги до застосування та порекомендуємо суміш, яка підходить -, включаючи супровідну документацію для відповідності та тестування.Натисніть тут, щоб зв'язатися з нами