Jak FKM O-kroužky fungují v extrémních podmínkách?
V moderním průmyslovém oboru se provozní prostředí zařízení stává stále složitější a extrémní pracovní podmínky předkládají přísné požadavky na těsnicí komponenty. Díky své jedinečné molekulární struktuře a chemickým vlastnostem mají O-kroužky FKM vynikající výkon v odolnosti na vysokou teplotu, chemickou odolnost, odolnost stárnutí atd., Což z nich činí ideální volbu pro utěsnění za extrémních pracovních podmínek.
Odolnost proti vysoké teplotě FKM O-kroužek těsnění je obzvláště vynikající. Jeho hlavní řetězec se skládá z vazeb z uhlíkově uhlíku a vazeb z uhlíku fluoru. Fluorová uhlíková vazba má extrémně vysokou vazebnou energii až 485 kJ/mol, což je mnohem vyšší než vazba uhlíku-hydrogen (413 kJ/mol). To umožňuje FKM stabilně pracovat po dlouhou dobu ve vysokoteplotním prostředí 200 ℃ -250 ℃. Některé speciálně formulované FKM mohou dokonce odolávat okamžitým vysokým teplotám 300 ℃. Ve scénářích, jako je utěsnění automobilového motoru a utěsnění vysokoteplotních částí petrochemických potrubí, mohou O-kroužky FKM účinně zabránit úniku středního s vysokou teplotou a zajistit nepřetržitý a stabilní provoz zařízení.
Odolnost vůči chemické korozi je další základní výhodou O-kroužků FKM. Silná elektronegativita atomů fluoru tvoří vysoce stabilní vrstvu stínění elektronového mraku na povrchu molekulárního řetězce FKM, což výrazně snižuje možnost reagovat molekulární řetězec s chemickým médiem. Proto mají O-kroužky FKM dobrou toleranci vůči většině organických rozpouštědel, anorganových kyselin a silných oxidantů. Například v silném oxidačním kyselinovém prostředí, jako je koncentrovaná kyselina sírová a koncentrovaná kyselina dusičná, jakož i prostředí organického rozpouštědla, jako je benzín a nafta, mohou O-kroužky FKM stále udržovat dobrý výkon těsnění a fyzické a mechanické vlastnosti. Je však třeba poznamenat, že FKM má špatnou toleranci vůči polárním rozpouštědlům, jako jsou aminy, ketony a estery, a při použití v těchto mediálních prostředích je nutné pečlivé vyhodnocení.
Pokud jde o rezistenci na stárnutí, FKM O-kroužky také fungují dobře. Ať už se jedná o tepelný oxidační stárnutí, stárnutí ozonu nebo stárnutí ultrafialu, FKM vykazuje silnou odpor. Během procesu tepelného oxidačního stárnutí stabilita molekulárního řetězce FKM účinně zpomaluje rychlost oxidační degradace; Jeho molekulární struktura má přirozenou odolnost vůči ozonu a může být použita po dlouhou dobu ve prostředí ozonu s vysokou koncentrací bez praskání; Současně má FKM slabou schopnost absorbovat ultrafialové paprsky a při použití ve venkovním prostředí je jeho rychlost stárnutí výrazně nižší než mnoho jiných gumových materiálů.
Jak správně vybrat vzorec tvrdosti a materiálu FKM O-kroužky?
Tvrdost a materiální vzorec O-kroužků FKM přímo ovlivňují jejich výkonu těsnění a životnost. Správný výběr je klíčem k zajištění účinku těsnění.
Tvrdost je jedním z důležitých ukazatelů výkonu O-kroužků FKM, obvykle exprimovaných v pobřeží A, se společným rozsahem 60-90 pobřeží A. FKM O-kroužky s nižší tvrdostí (jako je 60-70 pobřeží A) mají dobrou flexibilitu a schopnost kompresní deformace a jsou vhodné pro pracovní podmínky s vysokou drsností povrchu nebo velké těsnicí mezery. Mohou lépe vyplňovat malé vady na těsnicím povrchu a vytvořit efektivní těsnění. O-kroužky s nízkou tvrdou oni jsou však náchylné k deformaci vytlačování ve vysokotlakém prostředí, což vede k selhání těsnění. FKM O-kroužky s vysokou tvrdostí (80-90 pobřeží A) mají vyšší anti-extruzní schopnosti a jsou vhodné pro vysokotlaké scénáře těsnění, ale jejich flexibilita je relativně špatná a vyžaduje vyšší stupeň přizpůsobení na těsnicím povrchu.
Obsah fluoru ve vzorci materiálu je hlavním faktorem ovlivňujícím výkon FKM O-kroužků. Čím vyšší je obsah fluoru, tím silnější je chemická odolnost a vysoká teplotní odolnost FKM, ale také to povede ke zvýšené tvrdosti materiálu, ke zvýšení obtížnosti zpracování a vyššími náklady. Obecně řečeno, střední fluorová guma s obsahem fluoru 66% - 71% zasáhne dobrou rovnováhu mezi chemickou odolností, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi a náklady a je vhodná pro většinu konvenčních scénářů průmyslového těsnění; Zatímco vysoká guma s vysokým fluorinem s obsahem fluorinu ve výši více než 75%, ačkoli chemická odolnost a odolnost proti vysoké teplotě se dále zlepšují, je drahá a používá se hlavně v letectví, polovodičích a dalších oborech s extrémně vysokými požadavky na výkon.
Systém vytvrzování má také důležitý vliv na výkon O-kroužků FKM. Mezi běžně používané léčebné systémy patří peroxidový systém vytvrzování, systém vytvrzování aminů a systém vytvrzování fenolické pryskyřice. FKM O-kroužky vyléčené systémem vytvrzování peroxidů mají vynikající výkon s vysokou teplotou a kompresní permanentní deformační výkon a vulkanizovaná guma má vysokou čistotu, která je vhodná pro průmyslová odvětví s vysokými požadavky na hygienu, jako jsou potraviny a léky; Systém vytvrzování aminu má rychlou rychlost vytvrzování a vulkanizovaná guma má vysokou pevnost v tahu, ale vysoká teplotní odolnost je relativně špatná; Systém vytvrzování fenolické pryskyřice může poskytnout FKM O-kroužky dobrou chemickou odolnost a teplotní odolnost a je široce používán v petrochemickém poli.
Kde je použitelná hranice mezi FKM a jinými těsněními elastomerů?
Při výběru těsnicích prstencových materiálů mají FKM a elastomery, jako jsou NBR, HNBR a FFKM, z nichž každý má své vlastní výhody a nevýhody. Objasnění jejich příslušných hranic pomůže provést přiměřený výběr.
Nitrilní guma (NBR) je jedním z nejpoužívanějších gumových těsnicích materiálů. Jeho největší výhodou je, že má dobrou toleranci vůči minerálním oleji, zvířecím a rostlinným olejům a má levný a má vynikající výkon zpracování. Provozní teplotní rozsah NBR je obecně -40 ℃ - 120 ℃. Je vhodný pro scény, jako jsou automobilové palivové systémy a hydraulické systémy, které mají vysoké požadavky na odolnost proti oleji, ale relativně mírnou teplotu a prostředí chemického média. Odolnost proti teplotě NBR, chemická odolnost a odolnost vůči stárnutí jsou však mnohem nižší než FKM a ve vysoké teplotě a silném chemickém médiu rychle selže.
Hydrogenovaný nitrilový guma (HNBR) je hydrogenovaný produkt NBR. Hydrogenací dvojitých vazeb v molekulárním řetězci NBR se významně zlepšila jeho vysoká teplotní odolnost, odolnost proti stárnutí a chemickou odolnost. Provozní teplotní rozsah HNBR může dosáhnout -35 ℃ - 150 ℃. V některých prostředích střední teploty a chemickém médiu je jeho výkon blízký FKM, ale cena je relativně nízká. Výkon HNBR ve silném oxidačním médiu a vysokoteplotním prostředí však stále není srovnatelný s FKM. Je vhodný pro pracovní podmínky, jako jsou periferní těsnění automobilového motoru a těsnění průmyslových převodovek.
Perfluoroelastomer (FFKM) je gumový materiál s nejvyšším obsahem fluoru. Má lepší vysokou teplotu a chemickou odolnost než FKM. Může fungovat po dlouhou dobu při vysoké teplotě 327 ° C a vydrží téměř všechny chemické média. FFKM je však drahý, obtížně zpracovatelný a má špatný nízkoteplotní výkon. Proto se používá hlavně ve zvláštních oborech, jako je polovodičová výroba a chemické těsnění reaktoru, které mají extrémně vysoké požadavky na výkon těsnění a nezohledňují náklady. Naproti tomu FKM zjistila lepší rovnováhu mezi výkonem a náklady a je vhodná pro konvenční potřeby těsnění ve většině průmyslových oborů.
Na jakých technických bodech by se měla při instalaci a používání O-kroužků FKM věnovat pozornost?
Správná instalace a použití jsou klíčem k maximalizaci výkonu utěsnění O-kroužků FKM a prodloužení jejich životnosti. Pozornost by měla být věnována technickým bodům, jako je drsnost povrchu, návrh míry komprese a režim selhání.
Povrchová drsnost těsnicího povrchu má významný dopad na účinek těsnění O-kroužku FKM. Obecně lze říci, že hodnota drsnosti povrchu RA těsnicího povrchu by měla být řízena mezi 0,8 a 3,2 μm. Povrch, který je příliš drsný, poškrábá povrch O-kroužku a vytvoří kanál pro únik; Příliš hladký povrch, který nebude veden pro přizpůsobení mezi O-kroužkem a těsnicí plochou a je náchylný k úniku rozhraní. Kromě toho musí být také přísně kontrolována přesnost zpracování těsnicího povrchu, aby se zabránilo rozměrovým odchylkám, které vedou k nesprávné instalaci O-kroužku.
Konstrukce míry komprese FKM O-kroužků přímo souvisí s utěsňovacím efektem a životností. Pokud je míra komprese příliš vysoká, bude zrychleno stárnutí a opotřebení O-kroužků, což zkrátí životnost; Pokud je míra komprese příliš nízká, nelze vytvořit účinné těsnění. Obecně se doporučuje, aby byla míra komprese O -kroužků FKM kontrolována na 15% - 25% pro statické těsnění a míra komprese může být přiměřeně snížena na 10% - 15% pro dynamické těsnění. Současně je třeba zvážit vliv faktorů, jako je pracovní teplota a střední tlak na míru komprese. V prostředí s vysokou teplotou bude materiál podstoupit tepelnou roztažku a rychlost komprese by měla být přiměřeně snížena; Ve vysokotlakém prostředí je třeba náležitě zvýšit rychlost komprese, aby se zabránilo deformaci vytlačování.
Porozumění režimům selhání O-kroužků FKM může pomoci předcházet selhání předem. Mezi běžné režimy selhání patří selhání vytlačování, selhání opotřebení, selhání stárnutí a selhání chemické koroze. Selhání vytlačování se vyskytuje hlavně ve vysokotlakém prostředí. Když je těsnicí mezera příliš velká, ozrnění O-kroužek bude vtlačen do mezery a poškozen. Tomu lze zabránit výběrem O-kroužků s vhodnou tvrdostí a ovládáním mezery těsnění. Selhání opotřebení je většinou způsobeno třením během dynamického utěsnění. Opotřebení lze snížit optimalizací těsnicí struktury a pomocí mazacího média. Selhání stárnutí a selhání chemické koroze úzce souvisí s pracovním prostředím. Je nutné vybrat příslušný vzorec materiálu podle skutečných pracovních podmínek a pravidelně kontrolovat a vyměnit O-kroužky.
