EPDM, NBR или силикон: выбор подходящей резиновой смеси для уплотнений промышленных клапанов

Узел клапана может быть обработан с идеальными допусками и все равно выйти из строя в полевых условиях -, и чаще всего основная причина кроется в уплотнении, а не в металле. Выбор неправильного эластомера для сердечника или уплотнения клапана не только сокращает срок службы; это может привести к постепенной утечке, внезапному прорыву уплотнения или нарушениям нормативных требований, диагностика которых после установки требует больших затрат.

 

Это особенно актуально для сердечников клапанов, соединенных резиной-с-металлом, где резиновый компонент постоянно слит с металлической вставкой. После соединения соединение невозможно заменить -, поэтому решение о выборе должно быть правильным с первого раза. В этом руководстве мы рассмотрим три наиболее часто используемых эластомера для уплотнений промышленных клапанов - EPDM, NBR и силикон - и дадим вам практическую основу для выбора между ними.

 

Прежде чем сравнивать конкретные материалы, полезно определить, что действительно имеет значение в области уплотнений клапанов. Большинство ошибок в спецификации возникает из-за чрезмерной-индексации одного свойства (обычно стоимости) при игнорировании остальных.

 

Температурный диапазон. У каждого эластомера есть рабочее окно, за пределами которого он либо затвердевает, трескается, либо теряет свою уплотняющую силу. Всегда проверяйте как диапазон непрерывного-использования, так и предел краткосрочного-отклонения - в технических характеристиках часто это разные цифры.

 

Химическая совместимость и совместимость с средами. Какое уплотнение на самом деле контактирует с - воздухом, водой, гидравлическим маслом, топливом, паром или чистящими средствами? Эластомер, который хорошо работает в одной среде, может быстро разрушаться в другой.

 

Компрессионный набор. Это показывает, насколько хорошо материал возвращается в свою первоначальную форму после длительного сжатия. Высокая степень сжатия означает, что уплотнение со временем будет постепенно терять контактное давление -, что приводит к медленному пути к утечке, которую легко не заметить на ранней-стадии испытаний.

 

Твердость (по Шору А). Влияет как на силу уплотнения, так и на поведение при установке. Слишком мягкий, и материал выдавливается под давлением; слишком твердый и может плохо прилегать к сопрягаемым поверхностям.

 

Устойчивость к истиранию и износу. Это особенно актуально для динамических уплотнений. - Сердечники клапанов, которые подвергаются повторяющимся циклам срабатывания, нуждаются в компаунде, который противостоит поверхностному износу в течение всего расчетного срока службы изделия.

 

Практический подход: совместимость температуры и среды обычно сужает круг до одного или двух семейств-кандидатов. Остаточная деформация при сжатии и твердость затем определяют конкретную марку соединения в этом семействе.

 

EPDM (мономер этиленпропилендиена) является одним из наиболее широко используемых эластомеров в железнодорожных и промышленных пневматических системах, в основном из-за его устойчивости к теплу, пару, озону и атмосферным воздействиям.

 

Сильные стороны:

1. Отличная устойчивость к горячей воде, пару и атмосферным воздействиям (УФ, озон).
2. Хорошие характеристики в широком диапазоне температур, обычно от -40 до 150 градусов в зависимости от марки соединения.
3. Высокая устойчивость к полярным жидкостям, таким как тормозные жидкости-на водной основе и многим чистящим средствам.
4. Как правило, более низкая стоимость, чем силикон или фторэластомеры.

Слабые стороны:

1. Плохая стойкость к минеральным маслам, топливу и большинству смазок на основе углеводородов-- разбухает и разрушается.
2. Не подходит для пневматических систем, в которых в воздуховоде присутствуют остатки компрессорной смазки-на масляной основе.

 

Где он подходит для уплотнений клапанов: EPDM является надежным выбором по умолчанию для тормозных систем железнодорожного транспорта, уплотнений клапанов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также для любых применений, где основным воздействием является вода, пар или погодные условия, а не масло. Он часто используется в уплотнениях дверных систем и других компонентах, подвергающихся воздействию внешних условий.

NBR (бутадиен-нитриловый каучук) является наиболее распространенным эластомером, используемым в пневматических и гидравлических системах именно из-за того, с чем борется EPDM: маслостойкость.

 

Сильные стороны:

1. Отличная стойкость к минеральным маслам, топливу и гидравлическим жидкостям.
2. Хорошая стойкость к истиранию, что делает его пригодным для динамических уплотнений с повторяющейся цикличностью.
3. Разумная остаточная деформация при сжатии в умеренных температурных диапазонах.
4. Экономически-эффективно для-больших объемов производства

Слабые стороны:

1. Плохая стойкость к погодным условиям и озону - ухудшается при длительном воздействии ультрафиолета и на открытом воздухе, если не используются специальные составы.
2. Более узкий потолок при высоких-температурах по сравнению с EPDM или силиконом, обычно до -50–80 градусов для стандартных марок.
3. Не подходит там, где уплотнение подвергается воздействию полярных жидкостей, таких как тормозная жидкость или сильные чистящие средства.

 

Где он подходит для уплотнений клапанов: NBR является выбором по умолчанию для сердечников пневматических клапанов, уплотнений регулирующих клапанов и любых компонентов, находящихся в прямом контакте со сжатым воздухом, содержащим остатки смазки. В частности, для сердечников клапанов, соединенных резиной-с-металлом, NBR часто является базовым составом, если только воздействие наружного воздуха или требования экстремальных температур не выдвигают спецификацию в сторону EPDM или силикона.

 

Силикон занимает другую нишу -, его выбирают не столько из-за химической стойкости, сколько из-за его экстремального температурного диапазона и стабильности.

 

Сильные стороны:

1. Очень широкий диапазон температур, часто от -60 до 200–230 градусов в зависимости от марки.
2. Отличная устойчивость к озону, ультрафиолету и погодным условиям.
3. Хорошие электроизоляционные свойства, применимы вблизи чувствительных электронных корпусов.
4. Сохраняет гибкость при низких температурах лучше, чем большинство других эластомеров.

Слабые стороны:

1. Низкая механическая прочность и стойкость к истиранию по сравнению с EPDM или NBR - не идеальны для динамических, много-циклических уплотнений.
2. Обычно плохая стойкость к топливу и многим растворителям.
3. Более высокая стоимость материала

 

Где он подходит для уплотнений клапанов: силикон обычно используется для статических уплотнений в зонах с высокими-температурами или для применений рядом с электроникой, где его изоляционные свойства повышают ценность. Когда наряду с высокой температурой требуется химическая стойкость к топливу или гидравлическому маслу, FKM (фторэластомер, широко известный как витон) часто является более подходящим выбором - он обеспечивает те же тепловые характеристики, что и силикон, со значительно лучшей стойкостью к маслам, топливу и агрессивным химическим веществам при более высокой стоимости материала, чем EPDM или NBR.

 

Для стандартных уплотнительных колец или прокладок -выбор неправильного состава является дорогостоящей ошибкой, но исправимую - можно заменить деталью. В случае сердечников клапанов, соединенных резиной-с-металлом, резина вулканизируется непосредственно на металлическую вставку в виде неразъемного узла. Нет уплотнения,-заменяемого в полевых условиях, которое можно было бы заменить в случае неправильного состава.

Это повышает ставки на процесс отбора в несколько раз.конкретные способы:

• Сама связь является составной-зависимой. Не все резиновые смеси одинаково хорошо сцепляются с металлическими поверхностями. Связующие вещества и обработка поверхности должны соответствовать конкретному семейству эластомеров, а процесс склеивания поставщиком должен быть сертифицирован для указанного состава -, а не просто в общих чертах "оценен" для резиновых-с-металлических деталей.
• Неисправность на месте означает полную замену, а не повторную герметизацию. Если приклеенный сердечник клапана выходит из строя из-за несовместимости соединения с рабочей средой, обычно требуется замена всего металлического-резинового узла, что является более дорогостоящим и разрушительным результатом, чем замена отдельного уплотнения.
• Данные приложения следует проверять на этапе проектирования, а не после создания прототипа. Поскольку изменение состава после аттестации оснастки и склеивания может означать повторную-проверку всей детали, перед завершением проектирования стоит подтвердить воздействие среды, температурный диапазон и требования сертификации (например, стандарты пожарной безопасности на железнодорожном транспорте).

 

Здесь также выгодно сотрудничать с опытным производителем соединений резины-с-металлом, - поставщиком, который может дать рекомендации по совместимости соединения-с-подложкой на этапе проектирования, а не после неудачного проверочного испытания.

Вы можете использовать его в качестве стартового контрольного списка при выборе резиновых смесей для уплотнений клапанов или компонентов, соединенных резиной-с-металлом.

 

 

1. Составьте карту операционной среды. С какой средой контактирует уплотнение (воздух, масло, топливо, пар, вода)? Какова постоянная и пиковая температура?
2. Определите нормативные или сертификационные требования. Требует ли приложение соответствия требованиям пожарной безопасности на железнодорожном транспорте, декларациям REACH/RoHS или другим региональным стандартам? TGE сертифицирована по стандарту ISO 9001:2015 в области управления качеством.
3. Список составных семейств на основе среды и температуры. Используйте приведенное выше сравнение в качестве стартового фильтра - EPDM для воды/пара/погоды, NBR для масла/топлива при умеренных температурах, силикон или FKM для экстремальных температур или специальной устойчивости.
4. Подтвердите требования к твердости и остаточной деформации, основанные на силе уплотнения и сроке службы, необходимом для данного применения.
5. Проверьте качество склеивания, если указан компонент, связанный с резиной-с-металлом. - убедитесь, что поставщик подтвердил эффективность склеивания для конкретного состава, а не только для подложки. Являясь одним из основных поставщиков ведущих предприятий железнодорожной отрасли, TGE поставила на мировой рынок более 1 миллиона резино--металлических клапанов, заслужив отличную репутацию благодаря высочайшему качеству и стабильным-своевременным поставкам.
6. Запрашивайте тестовые данные, а не только значения из таблицы. Запросите данные об остаточной деформации при сжатии, прочности сцепления и результатах циклического изменения температуры, характерных для производственного процесса, если таковые имеются.

Редко существует один «правильный» состав для конкретного применения в качестве уплотнения клапана -. Правильный выбор зависит от температуры взвешивания, воздействия среды, механических требований и стоимости в сравнении друг с другом. Самое главное – это сделать этот компромисс-сознательно, используя реальные данные о производительности, а не использовать по умолчанию любой состав, который есть в наличии у поставщика.

 

Если вы выбираете сердечники клапанов, соединенные резиной-с-металлом, или другие уплотнительные компоненты для железнодорожного транспорта или точного промышленного оборудования, мы будем рады рассмотреть ваши требования к применению и порекомендовать компаунд, соответствующий -, включая сопроводительную документацию для соответствия требованиям и проведения испытаний.Нажмите здесь, чтобы связаться с нами