Ako fungujú O-krúžky FKM v extrémnych podmienkach?
V modernom priemyselnom odbore je operačné prostredie zariadení čoraz zložitejšie a extrémne pracovné podmienky predložili prísne požiadavky na tesniace komponenty. Vďaka svojej jedinečnej molekulárnej štruktúre a chemických vlastnostiach majú O-krúžky FKM vynikajúci výkon pri vysokej teplotnej odolnosti, chemickom odolnosti, odolnosti proti starnutiu atď., Čo z nich robí ideálnu voľbu na utesnenie v extrémnych pracovných podmienkach.
Vysoký teplotný odpor FKM O-RING SEALS je obzvlášť vynikajúci. Jeho hlavný reťazec sa skladá z väzieb uhlíkových uhlíkov a väzieb fluóru-uhlíka. Fluór-uhlíková väzba má extrémne vysokú väzbovú energiu až do 485 kJ/mol, čo je omnoho vyššia ako väzba uhlíka-hydrogén (413 kJ/mol). To umožňuje spoločnosti FKM stabilne pracovať po dlhú dobu v prostredí s vysokou teplotou 200 ℃ -250 ℃. Niektoré špeciálne formulované FKM môžu dokonca vydržať okamžité vysoké teploty 300 ℃. V scenároch, ako je tesnenie automobilového motora a tesnenie vysokoteplotných častí petrochemických potrubí, môžu O-krúžky FKM účinne zabrániť úniku stredného s vysokým teplotným odporom a zabezpečiť nepretržitú a stabilnú prevádzku zariadenia.
Odolnosť proti chemickej korózii je ďalšou základnou výhodou O-krúžkov FKM. Silná elektronegativita atómov fluóru tvorí vysoko stabilnú vrstvu tienenia elektrónov na povrchu molekulárneho reťazca FKM, čo výrazne znižuje možnosť reagovania molekulárneho reťazca s chemickým médiom. Preto majú O-krúžky FKM dobrú toleranciu voči väčšine organických rozpúšťadiel, kyselín anorganických a silných oxidantov. Napríklad v silných oxidačných kyslých prostrediach, ako je koncentrovaná kyselina sírová a kyselina dusičná,, ako aj prostredia organického rozpúšťadla, ako je benzín a nafta, môžu O-krúžky FKM stále udržiavať dobrý tesniaci výkon a fyzikálne a mechanické vlastnosti. Malo by sa však poznamenať, že FKM má zlú toleranciu voči polárnym rozpúšťadlám, ako sú amíny, ketóny a estery, pri používaní v týchto mediálnych prostrediach sa vyžaduje starostlivé hodnotenie.
Pokiaľ ide o rezistenciu na starnutie, FKM O-krúžky tiež fungujú dobre. Či už ide o tepelné oxidačné starnutie, starnutie ozónu alebo starnutie ultrafialového látky, FKM vykazuje silnú rezistenciu. Počas procesu tepelného oxidačného starnutia stabilita molekulového reťazca FKM účinne spomaľuje rýchlosť oxidačnej degradácie; Jeho molekulárna štruktúra má prirodzenú odolnosť voči ozónu a môže sa používať po dlhú dobu v prostredí ozónu s vysokou koncentráciou bez praskania; Zároveň má FKM slabú schopnosť absorbovať ultrafialové lúče a ak sa používa vo vonkajších prostrediach, jeho rýchlosť starnutia je výrazne nižšia ako mnoho iných gumových materiálov.
Ako správne zvoliť tvrdosť a materiálový vzorec O-krúžkov FKM?
Tvrdosť a materiál vzorec O-krúžkov FKM priamo ovplyvňujú ich tesnenie a životnosť servisu. Správny výber je kľúčom k zabezpečeniu účinku tesnenia.
Tvrdosť je jedným z dôležitých ukazovateľov výkonnosti O-krúžkov FKM, zvyčajne vyjadrených v pobreží A, so spoločným rozsahom 60-90 pobrežia A. FKM O-krúžky s nižšou tvrdosťou (napríklad 60-70 pobrežie A) majú dobrú flexibilitu a schopnosť regenerácie deformácie kompresie a sú vhodné na pracovné podmienky s vysokou drsnosťou povrchu alebo veľkým pečaným gapy. Môžu lepšie naplniť malé defekty na tesniacom povrchu a vytvoriť účinné tesnenie. O-krúžky s nízkou tvrdosťou sú však náchylné na deformáciu extrúzie vo vysokotlakových prostrediach, čo vedie k zlyhaniu tesnenia. FKM O-krúžky s vysokou tvrdosťou (80-90 pobrežie A) majú vyššie anti-extrúzne schopnosti a sú vhodné pre vysokotlakové tesniace scenáre, ale ich flexibilita je relatívne nízka a vyžaduje vyšší stupeň prispôsobenia na tesniaci povrch.
Obsah fluóru vo vzorci materiálu je základným faktorom ovplyvňujúcim výkonnosť O-krúžkov FKM. Čím vyšší je obsah fluóru, tým silnejší je chemická odolnosť a vysoká teplotná odolnosť FKM, ale povedie to aj k zvýšenej tvrdosti materiálu, zvýšeniu problémov so spracovaním a vyšším nákladom. Všeobecne povedané, stredný gumový fluór s obsahom fluóru 66% - 71% zasiahne dobrú rovnováhu medzi chemickým odporom, fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami a nákladmi a je vhodný pre väčšinu konvenčných priemyselných scenárov tesnenia; Zatiaľ čo gumový guma s vysokým obsahom fluóru s obsahom fluóru vo viac ako 75%, hoci chemická odolnosť a vysoká teplota odolnosť sa ďalej zlepšuje, je drahá a používa sa hlavne v leteckom priestore, polovodičoch a iných oblastiach s extrémne vysokými výkonnostnými požiadavkami.
Systém vytvrdzovania má tiež dôležitý vplyv na výkon O-krúžkov FKM. Bežne používané vytvrdzovacie systémy zahŕňajú systém vytvrdzovania peroxidov, systém vytvrdzovania amínu a systém vytvrdzovania fenolovej živice. FKM O-krúžky vyliečené peroxidovým vytvrdzovacím systémom majú vynikajúcu vysokú teplotu a kompresiu trvalé deformačné výkony a vulkanizovaný gumový gumy má vysokú čistotu, čo je vhodné pre priemyselné odvetvia s vysokými hygienickými požiadavkami, ako sú potraviny a lieky; Systém vytvrdzovania amínu má rýchlu rýchlosť vytvrdzovania a vulkanizovaný gumový gumy má vysokú pevnosť v ťahu, ale vysoký teplotný odpor je relatívne slabý; Systém vytvrdzovania fenolovej živice môže poskytnúť FKM O-krúžky dobrú chemickú odolnosť a teplotnú odolnosť a široko sa používa v petrochemickom poli.
Kde je použiteľná hranica medzi FKM a inými tesneniami Elastomer?
Pri výbere tesniacich kruhových materiálov majú FKM a elastoméry ako NBR, HNBR a FFKM svoje vlastné výhody a nevýhody. Objasnenie ich uplatniteľných hraníc vám pomôže urobiť primeraný výber.
Nitril Gumber (NBR) je jedným z najpoužívanejších gumových tesniacich materiálov. Jeho najväčšou výhodou je to, že má dobrú toleranciu voči minerálnym olejom, živočíšnym a rastlinným olejom a má nízku cenu a má vynikajúci výkon spracovania. Rozsah prevádzkovej teploty NBR je zvyčajne -40 ℃ - 120 ℃. Je vhodný pre scény, ako sú automobilové palivové systémy a hydraulické systémy, ktoré majú vysoké požiadavky na odolnosť proti oleju, ale relatívne mierne teplotné a chemické prostredie. Teplotná odolnosť NBR, chemická odolnosť a odolnosť voči starnutiu sú však oveľa horšie voči FKM a rýchlo sa stará a zlyhá v prostredí s vysokou teplotou a silným chemickým médiom.
Hydrogenovaný nitrilový guma (HNBR) je hydrogenovaný produkt NBR. Hydrogenáciou dvojitých väzieb v molekulovom reťazci NBR sa výrazne zlepší jeho vysoká teplotná odolnosť, odolnosť proti starnutiu a chemická odolnosť. Rozsah prevádzkovej teploty HNBR môže dosiahnuť -35 ℃ - 150 ℃. V určitom prostredí strednej teploty a chemického média je jeho výkon blízko FKM, ale cena je relatívne nízka. Výkon HNBR v silnom oxidačnom médiu a vysokoteplotných prostrediach však stále nie je porovnateľný s FKM. Je vhodný pre pracovné podmienky, ako sú periférne tesnenia automobilového motora a tesnenia priemyselnej prevodovky.
Perfluórelastomér (FFKM) je gumový materiál s najvyšším obsahom fluóru. Má lepšiu vysokú teplotu a chemický odpor ako FKM. Môže pracovať dlho pri vysokej teplote 327 ° C a vydrží takmer všetky chemické médiá. FFKM je však drahý, ťažko spracovateľný a má slabý výkon s nízkou teplotou. Preto sa používa hlavne v špeciálnych oblastiach, ako je výroba polovodičov a tesnenie chemického reaktora, ktoré majú mimoriadne vysoké požiadavky na tesniaci výkon a nezohľadňujú náklady. Naopak, FKM našiel lepšiu rovnováhu medzi výkonom a nákladmi a je vhodný pre konvenčné potreby tesnenia vo väčšine priemyselných polí.
Na ktoré technické body by sa mali venovať pozornosť pri inštalácii a používaní O-krúžkov FKM?
Správna inštalácia a použitie sú kľúčom na maximalizáciu tesniacich výkonov O-krúžkov FKM a predĺženie ich životnosti. Pozornosť by sa mala venovať technickým bodom, ako je drsnosť povrchu, návrh rýchlosti kompresie a režim zlyhania.
Drsnosť povrchu tesniaceho povrchu má významný vplyv na tesniace účinky FKM O-krúžku. Všeobecne povedané, hodnota RA RA povrchovej drsnosti povrchu tesniaceho povrchu by sa mala regulovať medzi 0,8 a 3,2 μm. Povrch, ktorý je príliš drsný, poškriaba povrch O-krúžku a vytvorí kanál úniku; Povrch, ktorý je príliš hladký, nebude viesť k prispôsobeniu sa medzi O-krúžkom a tesniacim povrchom a únik rozhrania je náchylný. Okrem toho sa musí prísne kontrolovať aj presnosť spracovania tesniaceho povrchu, aby sa predišlo rozmerným odchýlkam, ktoré vedú k nesprávnej inštalácii O-krúžku.
Dizajn rýchlosti kompresie O-krúžkov FKM priamo súvisí s tesniacim efektom a životnosťou. Ak je miera kompresie príliš vysoká, starnutie a opotrebenie O-krúžkov sa zrýchli, čím sa skráti životnosť; Ak je rýchlosť kompresie príliš nízka, nie je možné vytvoriť účinné tesnenie. Všeobecne platí, že miera kompresie FKM O -krúžkov sa odporúča kontrolovať pri 15% - 25% na statické tesnenie a miera kompresie sa môže primerane znížiť na 10% - 15% pri dynamickom tesnení. Súčasne sa musí zvážiť aj vplyv faktorov, ako je pracovná teplota a stredný tlak na rýchlosť kompresie. V prostredí s vysokou teplotou bude materiál podstúpiť tepelnú expanziu a rýchlosť kompresie by sa mala primerane znížiť; Vo vysokotlakovom prostredí sa musí miera kompresie primerane zvýšiť, aby sa zabránilo deformácii extrúzie.
Pochopenie režimov zlyhania O-krúžkov FKM môže pomôcť predchádzať zlyhaniam vopred. Medzi bežné režimy zlyhania patrí zlyhanie extrúzie, zlyhanie opotrebenia, zlyhanie starnutia a zlyhanie chemickej korózie. Zlyhanie extrúzie sa vyskytuje hlavne vo vysokotlakových prostrediach. Keď je utesňovacia medzera príliš veľká, O-krúžok bude vytlačený do medzery a poškodený. Tomu sa dá vyhnúť výberom O-krúžkov s primeranou tvrdosťou a ovládaním medzery v tesnení. Zlyhanie opotrebenia je väčšinou spôsobené trením počas dynamického tesnenia. Opotrebenie sa dá znížiť optimalizáciou tesniacich štruktúr a použitím mazacieho médií. Zlyhanie starnutia a zlyhanie chemickej korózie úzko súvisia s pracovným prostredím. Je potrebné zvoliť príslušný materiálový vzorec podľa skutočných pracovných podmienok a pravidelne skontrolovať a nahradiť O-krúžky.
