Como o FKM O-rings se executa em condições extremas?
No campo industrial moderno, o ambiente operacional do equipamento está se tornando cada vez mais complexo, e as condições de trabalho extremas apresentaram requisitos rigorosos para os componentes de vedação. Com sua estrutura molecular e propriedades químicas únicas, os O-rings FKM têm excelente desempenho em resistência a alta temperatura, resistência química, resistência ao envelhecimento etc., tornando-os uma escolha ideal para vedação sob condições de trabalho extremas.
A resistência à alta temperatura de Fkm o-ring selos é particularmente excelente. Sua cadeia principal é composta de ligações carbono-carbono e ligações de carbono fluorino. A ligação fluorina-carbono possui uma energia de ligação extremamente alta de até 485kj/mol, que é muito maior que a ligação de carbono-hidrogênio (413kj/mol). Isso permite que o FKM funcione de forma estável por um longo tempo em um ambiente de alta temperatura de 200 ℃ -250 ℃. Alguns FKM especialmente formulados podem até suportar altas temperaturas instantâneas de 300 ℃. Em cenários, como a vedação de motores automobilísticos e a vedação de partes de alta temperatura dos oleodutos petroquímicos, os O-rings FKM podem efetivamente impedir vazamentos médios com sua resistência à alta temperatura e garantir a operação contínua e estável do equipamento.
A resistência à corrosão química é outra vantagem central dos O-rings FKM. A forte eletronegatividade dos átomos de fluorina forma uma camada de blindagem de nuvem de elétrons altamente estável na superfície da cadeia molecular de FKM, reduzindo bastante a possibilidade de a cadeia molecular reagir com meios químicos. Portanto, os O-rings FKM têm boa tolerância à maioria dos solventes orgânicos, ácidos inorgânicos e oxidantes fortes. Por exemplo, em ambientes ácidos oxidantes fortes, como ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico concentrado, bem como ambientes de solvente orgânico, como gasolina e diesel, os O-rings FKM ainda podem manter um bom desempenho de vedação e propriedades físicas e mecânicas. No entanto, deve -se notar que o FKM tem pouca tolerância a solventes polares, como aminas, cetonas e ésteres, e é necessária uma avaliação cuidadosa ao usá -lo nesses ambientes de mídia.
Em termos de resistência ao envelhecimento, o FKM O-rings também tem um bom desempenho. Seja o envelhecimento oxidativo térmico, o envelhecimento do ozônio ou o envelhecimento ultravioleta, a FKM mostra forte resistência. Durante o processo de envelhecimento oxidativo térmico, a estabilidade da cadeia molecular de FKM diminui efetivamente a taxa de degradação oxidativa; Sua estrutura molecular tem uma resistência natural ao ozônio e pode ser usada por um longo tempo em um ambiente de ozônio de alta concentração sem rachaduras; Ao mesmo tempo, o FKM tem uma capacidade fraca de absorver raios ultravioleta e, quando usado em ambientes externos, sua taxa de envelhecimento é significativamente menor do que muitos outros materiais de borracha.
Como selecionar corretamente a fórmula de dureza e material dos O-rings FKM?
A dureza e a fórmula material dos O-rings FKM afetam diretamente seu desempenho de vedação e vida útil. A seleção correta é a chave para garantir o efeito de vedação.
A dureza é um dos importantes indicadores de desempenho dos O-rings FKM, geralmente expressos na costa A, com uma faixa comum de 60-90 em terra A. FKM O-rings com dureza menor (como 60-70 costa a) têm boa flexibilidade e capacidade de recuperação de deformação de compressão e são adequadas para condições de trabalho com riqueza de alta superfície ou grandes saltos de vedação. Eles podem preencher melhor pequenos defeitos na superfície de vedação e formar uma vedação eficaz. No entanto, os O-rings de baixa resistência são propensos à deformação de extrusão em ambientes de alta pressão, resultando em falha de vedação. O FKM O-rings com alta dureza (80-90 Shore A) possui capacidades anti-extrusão mais altas e são adequadas para cenários de vedação de alta pressão, mas sua flexibilidade é relativamente ruim e requer um maior grau de ajuste na superfície de vedação.
O teor de flúor na fórmula do material é o fator central que afeta o desempenho dos O-rings FKM. Quanto maior o teor de flúor, mais forte a resistência química e a alta resistência à temperatura do FKM, mas também levará ao aumento da dureza do material, aumento da dificuldade de processamento e custos mais altos. De um modo geral, a borracha de fluorina média com um teor de fluorina de 66% a 71% atinge um bom equilíbrio entre resistência química, propriedades físicas e mecânicas e custo e é adequada para a maioria dos cenários convencionais de vedação industrial; Embora a borracha de fluorina com alto teor de fluorina superior a 75%, embora a resistência química e a resistência à alta temperatura sejam aprimoradas, seja mais caro e é usada principalmente em aeroespacial, semicondutores e outros campos com requisitos de desempenho extremamente alto.
O sistema de cura também tem uma influência importante no desempenho dos O-rings FKM. Os sistemas de cura comumente usados incluem sistema de cura de peróxido, sistema de cura de amina e sistema de cura de resina fenólica. O FKM O-rings curado pelo sistema de cura de peróxido possui excelente desempenho de deformação permanente de resistência e compressão de alta temperatura, e a borracha vulcanizada tem alta pureza, adequada para indústrias com altos requisitos de higiene, como alimentos e medicamentos; O sistema de cura de amina tem uma velocidade de cura rápida e a borracha vulcanizada tem alta resistência à tração, mas a alta resistência à temperatura é relativamente ruim; O sistema de cura de resina fenólica pode dar à FKM O-rings uma boa resistência química e resistência à temperatura e é amplamente utilizada no campo petroquímico.
Onde está o limite aplicável entre o FKM e outras focas de elastômero?
Na seleção de materiais de vedação, FKM e elastômeros como NBR, HNBR e FFKM têm suas próprias vantagens e desvantagens. Esclarecer seus limites aplicáveis ajudará a fazer uma seleção razoável.
A borracha nitrila (NBR) é um dos materiais de vedação de borracha mais usados. Sua maior vantagem é que ele tem uma boa tolerância ao óleo mineral, óleos de animais e vegetais, e é de baixo preço e tem um excelente desempenho de processamento. A faixa de temperatura operacional de NBR é geralmente -40 ℃ - 120 ℃. É adequado para cenas como sistemas de combustível automotivo e sistemas hidráulicos que possuem altos requisitos para resistência ao petróleo, mas em ambientes de temperatura relativamente leve e meio químico. No entanto, a resistência à temperatura da NBR, a resistência química e a resistência ao envelhecimento são muito inferiores ao FKM, e envelhecerá e falhará rapidamente em altas temperaturas e ambientes químicos fortes.
A borracha nitrila hidrogenada (HNBR) é um produto hidrogenado da NBR. Ao hidrogenar as ligações duplas na cadeia molecular NBR, sua resistência à alta temperatura, resistência ao envelhecimento e resistência química são significativamente melhoradas. A faixa de temperatura operacional do HNBR pode atingir -35 ℃ - 150 ℃. Em alguns ambientes de temperatura média e química, seu desempenho está próximo do FKM, mas o preço é relativamente baixo. No entanto, o desempenho do HNBR em fortes meios oxidantes e ambientes de alta temperatura ainda não é comparável ao FKM. É adequado para condições de trabalho, como vedações periféricas do motor automotivo e vedações industriais da caixa de engrenagens.
Perfluoroelastômer (FFKM) é o material de borracha com o maior teor de flúor. Possui melhor resistência a alta temperatura e química que o FKM. Pode funcionar por um longo tempo a uma alta temperatura de 327 ° C e pode suportar quase todos os meios químicos. No entanto, o FFKM é caro, difícil de processar e tem um desempenho ruim de baixa temperatura. Portanto, é usado principalmente em campos especiais, como a fabricação de semicondutores e a vedação química do reator, que têm requisitos extremamente altos para o desempenho de vedação e não consideram custos. Por outro lado, a FKM encontrou um melhor equilíbrio entre desempenho e custo e é adequado para as necessidades convencionais de vedação na maioria dos campos industriais.
Quais pontos técnicos devem receber atenção ao instalar e usar o FKM O-rings?
A instalação e o uso corretos são a chave para maximizar o desempenho de vedação dos O-rings FKM e prolongar sua vida útil. A atenção deve ser dada a pontos técnicos, como rugosidade da superfície, design da taxa de compressão e modo de falha.
A rugosidade da superfície da superfície de vedação tem um impacto significativo no efeito de vedação do anel OFM. De um modo geral, o valor da rugosidade da superfície da superfície de vedação deve ser controlado entre 0,8 e 3,2μm. Uma superfície muito áspera arranhará a superfície do anel de O e formará um canal de vazamento; Uma superfície muito lisa não será propícia ao ajuste entre o anel de O e a superfície de vedação, e o vazamento da interface é propenso a ocorrer. Além disso, a precisão do processamento da superfície de vedação também deve ser estritamente controlada para evitar desvios dimensionais que levam à instalação inadequada do anel O.
O design da taxa de compressão dos O-rings FKM está diretamente relacionado ao efeito de vedação e à vida de serviço. Se a taxa de compressão for muito alta, o envelhecimento e o desgaste dos O-rings serão acelerados, diminuindo a vida útil do serviço; Se a taxa de compressão for muito baixa, uma vedação efetiva não poderá ser formada. Geralmente, recomenda -se que a taxa de compressão dos O -rings FKM seja controlada a 15% - 25% para a vedação estática, e a taxa de compressão pode ser reduzida adequadamente para 10% - 15% para vedação dinâmica. Ao mesmo tempo, a influência de fatores como temperatura de trabalho e pressão média na taxa de compressão também deve ser considerada. Em um ambiente de alta temperatura, o material sofrerá expansão térmica e a taxa de compressão deve ser reduzida adequadamente; Em um ambiente de alta pressão, a taxa de compressão precisa ser aumentada adequadamente para evitar a deformação da extrusão.
Compreender os modos de falha dos O-rings FKM pode ajudar a evitar falhas com antecedência. Os modos de falha comuns incluem falha de extrusão, falha do desgaste, falha no envelhecimento e falha de corrosão química. A falha de extrusão ocorre principalmente em ambientes de alta pressão. Quando a lacuna de vedação é muito grande, o anel de O será espremido na lacuna e danificado. Isso pode ser evitado selecionando O-rings com dureza apropriada e controlando a lacuna de vedação. A falha do desgaste é causada principalmente por atrito durante a vedação dinâmica. O desgaste pode ser reduzido otimizando a estrutura de vedação e usando mídia lubrificante. A falha do envelhecimento e a falha de corrosão química estão intimamente relacionados ao ambiente de trabalho. É necessário selecionar a fórmula de material apropriada de acordo com as condições reais de trabalho e verificar regularmente e substituir os O-rings.
