
المخاطر الأساسية الناتجة عن ظروف التشغيل بالماء الساخن ليست «التآكل الكيميائي»، بل إنها انضغاط طويل الأمد عند درجات الحرارة العالية، والتصلّب، وترسب المواد، والشيخوخة، والإجهادات الناتجة عن التركيب.
بالنسبة للماء البارد العادي، والماء الساخن المنزلي، وماء التسخين الإشعاعي، وماء مبادلات الحرارة، ومعدات مياه الشرب، والصمامات، والمضخات، وعدادات المياه، فإن الترتيب الموصى به عادةً حسب الأولوية هو:
الحالة |
المادة الموصى بها |
المتطلب الرئيسي |
ماء شرب بارد/عند درجة حرارة الغرفة |
مطاط إيثيلين بروبيلين داين مونومر (إيبدم)، الدرجة المعتمدة كأولوية |
يجب التأكيد وفقًا لمتطلبات السوق المحلية: مثل شهادات NSF 61، وWRAS، وKTW، وACS، وKIWA، وغيرها. |
ماء ساخن بدرجة حرارة تتراوح بين ٦٠ و٩٠°م |
مطاط إيثيلين بروبيلين داين مونومر (إيبدم) المعالج بالبيروكسيد، صلابة ٧٠A |
انضغاط منخفض جدًّا، وترسبات قليلة جدًّا، وموافق على استخدامه مع مياه الشرب أو الأغذية |
ماء ساخن بدرجة حرارة تتراوح بين ٩٠ و١٢٠°م، أو مطاط إيثيلين بروبيلين داين مونومر (إيبدم) المعالج بالبيروكسيد في أنظمة مغلقة، بصلابة تتراوح بين ٧٠ و٨٠A |
|
تصميم عالي الحرارة، مقاوم للتَّقَدُّم، ومقاوم للانضغاط |
ماء ساخن ملوث بالزيوت أو الشحوم |
غير مناسب لمطاط الإيثيلين بروبيلين المطاطي (EPDM) |
التبديل إلى مطاط الفلوروكربون (FKM)، أو مطاط الأكريلونيتريل-البوتادين الهيدروجيني (HNBR)، أو مطاط الفلوروكربون الفلوري (FFKM)، بعد التأكُّد من توافقه مع الوسط المستخدم |
في مواد تريليبورغ الخاصة بالتطبيقات المتعلقة بالمياه والصرف الصحي، يُدرَج مطاط الإيثيلين بروبيلين المطاطي (EPDM) لاستخدامه مع الكلور والأمونيا والماء الساخن والبخار، جنبًا إلى جنب مع هيئات الاعتماد المُطبَّقة مثل NSF وKTW وWRAS. لكن يجب أيضًا توضيح عيبه الرئيسي: فهو غير مقاوم للزيوت المعدنية وزيوت الوقود والشحوم المشتقة من البترول ومعظم المواد الهيدروكربونية؛ كما يشمل محتوى قيود إريكس لمطاط EPDM صراحةً البترول والبنزين والكيروسين وزيت البترول وغيرها.
توصية عملية: الماء الساخن حلقات O لا يجب أن تكتب "EPDM 70". وصف مواصفات أكثر ملاءمة هو: EPDM 70 Shore A ، معالج بالبيروكسيد ، استخدام المياه الساخنة / مياه الشرب ، مجموعة الضغط المنخفضة ، مطابقة لـ NSF 61 / WRAS / KTW / FDA 21 CFR 177.2600. تطبق FDA 21 CFR 177.2600 على شروط استخدام "المنتجات المطاطية ذات الاستخدام المتكرر" في إنتاج الأغذية، المعالجة، التعبئة والتغليف، النقل.
الماء المفرط الحرارة ليس ماء ساخن عادي
عادة ما يشير إلى الماء السائل الذي لا يزال تحت ضغط فوق 100 درجة مئوية ، مثل التعقيم عالي درجة الحرارة ، وتبادل الحرارة المغلق ، وتداول المياه الساخنة في معدات الطعام ، ومياه تجميل المرجل ، أو مياه المعالجة الساخنة. في هذا السيناريو، تواجه حلقات O ثلاث مشاكل: أولاً، عندما تتجاوز درجة الحرارة منطقة الملاءمة طويلة الأجل لـ EPDM العادية، تتسارع مجموعة الضغط. ثانياً، قد تحتوي المياه على قليات، وفوسفات، وكبريت، وأمين أو مُزيل أكسدة. ثالثاً، يمكن أن تسبب دورة الضغط حلقة O-ring التوسع والتقلص المتكرر بسبب التمدد والانكماش الحراري، مما يؤدي إلى فك سطح الإغلاق.
منطق التوصية:
شرط الماء الساخن فوق درجة الغليان |
اقتراح المادة |
١٠٠–١٢٠°م، ماء نظيف / ماء صالح للشرب / تدوير الماء الساخن |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
١٢٠–١٥٠°م، ماء ساخن متقطع أو تعقيم غلايات لفترات قصيرة |
إيثيلين بروبيل داين مونومر (EPDM) عالي الجودة معالج بالبيروكسيد، مع رفع الصلادة عند الحاجة |
١٥٠°م باستمرار، وسط قلوي قوي / أمين / كلور |
لا يتحمل إيثيلين بروبيل داين مونومر (EPDM) العادي كخيار افتراضي؛ يجب تقييم مواد FFKM أو طلاء البوليتيتفلوروإيثيلين (PTFE) أو حلقات البوليتيتفلوروإيثيلين (PTFE) ذات التحميل الربيعي |
وجود الزيت والدهون والمذيبات في الوقت نفسه |
EPDM غير مناسب، قم بالتبديل إلى FKM/HNBR/FFKM |
يُشير دليل التوافق الكيميائي لـ IPEX أيضًا إلى أن اختيار المطاط المرن يتحدد بشكل مشترك بواسطة التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة والخصائص الميكانيكية؛ ولا يمكن تطبيق نتائج اختبار الغمر بشكل غير مشروط على ظروف الختم المعرضة لإجهاد ميكانيكي أو حراري مستمر، ولا تزال المنتجات الكيميائية المركبة والظروف الفعلية للخدمة بحاجة إلى التحقق المستقل.
البخار هو الوسط الأكثر عرضة للإساءة في التقدير في أنظمة المياه. أن يكون مناسبًا للمياه الساخنة لا يعني أنه مناسب للبخار.
يسبب البخار تدهورًا حراريًا أقوى وتغيرًا في الحجم وانضغاطًا وضررًا من إطلاق الضغط السريع. يجب التعامل بحذر مع SIP وتعقيم الأغذية وصمامات البخار في الغلايات ومسارات عودة مكثف البخار.
الأولوية الموصى بها:
حالة البخار |
التوصية |
بخار مشبع منخفض الضغط، تعقيم متقطع |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
121–135°C SIP |
EPDM من الدرجة الغذائية/الصيدلانية المُعَدَّل بعوامل بيروكسيد |
١٥٠°مئوية لفترة قصيرة أو عمليات تعقيم متكررة بالبخار (SIP) من اليسار إلى اليمين |
مادة إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) مقاومة لدرجات الحرارة العالية بشكل خاص، ويجب التحقق من نسبة الانضغاط |
بخار مستمر عالي الحرارة مع عمليات تنظيف وتعقيم مكثفة (CIP + SIP) |
مادة فلوروإلاستومر مفلورة بالكامل (FFKM) أو بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) مناسبة مزدوجة |
بخار يحتوي على زيت أو أحماض أو مذيبات |
غير معالجة وفقًا للمواصفات القياسية لمادة إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM)، ويجب التحقق من توافقها |
الاستنتاجات المرتبطة بشركة تريلبورغ بشأن اختبارات التنظيف والتعقيم بالبخار (CIP/SIP) تشير إلى أن مواد إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) المختارة تؤدي أداءً ممتازًا في معظم سوائل التنظيف (CIP) وبخار درجات الحرارة الفائقة، لكن تركيبات مختلفة لنفس البوليمر الأساسي قد تُظهر نتائج مختلفة جدًّا. وتبيّن هذه البيانات أيضًا أن مادة الفلوروإلاستومر القياسية (FKM) حساسة تجاه مدة التعرّض للبخار، بينما تتحمل مادة الفلوروإلاستومر ذات الأولوية (Priority FKM) درجات حرارة أعلى من البخار، أما مادة الفلوروإلاستومر المفلورة بالكامل (FFKM) فهي الأفضل أداءً وتنجح في اجتياز اختبارات التحقق من مقاومتها للبخار عند أعلى درجات الحرارة في أشد الظروف قسوة.
سوء الفهم الشائع: يرى العديد من العملاء أن مادة الـFKM تتمتع بمقاومة عالية لدرجة الحرارة، فيظنون أنها أقوى من مادة الـEPDM. وهذه التقديرات غير كاملة. فمادة الـFKM قوية في البيئات التي تحتوي على زيت ووقود ومواد كيميائية عديدة وهواء عالي الحرارة، لكنها في أنظمة الماء الساخن أو البخار، غالبًا ما لا تكون الخيار الأول؛ إذ يركّز إغلاق البخار على استقرار مقاومة التحلل المائي للماء، وعلى نسبة التشوه الدائم (Compression Set)، وعلى درجة التركيب الكيميائي، وليس فقط على أعلى درجة حرارة يمكن تحملها.
الماء المُكلور ليس وسطًا ثابتًا.
قد يكون ماء شرب يحتوي على كمية ضئيلة من الكلور، أو ماء برك، أو ماء معقَّم يحتوي على ثاني أكسيد الكلور، أو محلول جرعة مركز عالي من هيبوكلوريت الصوديوم. وتختلف شدة التأثير التدميري على الحلقات المطاطية (O-rings) اختلافًا تامًّا باختلاف التركيز ودرجة الحموضة (pH).
ففعالية التطهير بالكلور مرتبطة بشكلها وتركيزها ووقت اتصالها؛ حمض الهيدروكلوروس هو أقوى من أيون الهيدروكلوريت OCl−، و سيقوم الحموضة بتغيير النسبة بين الاثنين. تشير هيئة مراقبة مياه الشرب في المملكة المتحدة إلى أن نسبة تكوين الكلور مرتبطة عادةً بظروف الحموضة التي تفضل تكوين حمض النخاع. يذكر دليل مياه الشرب الأسترالي أيضًا أنه عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ، عندما يكون الرقم الحمدي للحمض أقل من 7.5 ، تهيمن حمض الهيدروكلوروس ؛ عندما يكون الرقم الحمدي للحمض أعلى من 7.5 ، يهيمن أيون الهيدروكل
توصيات سيناريو المياه الكلورية:
سيناريو |
اقتراح المادة |
ملاحظة |
الكلور المتبقي في مياه الشرب العادية |
EPDM معقّد بالبيروكسيد |
تحقق من NSF 61، WRAS، KTW، ACS، الخ |
نظام تصفية حمام السباحة/SPA |
EPDM المقاوم للكلور/الكلورامين |
EPDM العادي غير مساوٍ لـ EPDM المقاوم للكلور |
مياه الشرب المعالجة بالكلورامين |
EPDM المخصصة الكلورامين |
يجب التحقق من معيار ASTM D6284 أو ما يعادله من اختبارات التحقق |
مضخة أو صمام لجرعات عالية التركيز من محلول هيبوكلوريت الصوديوم (NaClO) |
مطاط فلوروكربوني (FKM)، أو مطاط فلوروإلكتروني متقدم (FFKM)، أو بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، أو مطاط إيثيلين بروبيل داين مونومر (EPDM) مخصص للمضخات والصمامات |
يحدّد كلٌّ من درجة الحرارة وتركيز المحلول مدى الخطورة |
ماء مُخلّف بالكلور في وسط حمضي / ذو درجة حموضة منخفضة وتركيز عالٍ من الكلور الحر |
استخدام مطاط EPDM يتطلّب الحذر |
تزيد قوة الأكسدة بشكل ملحوظ |
يُركّز مطاط EPDM الخاص بشركة تريلبورغ لتطبيقات مياه المسابح على أنظمة المسابح، والمنتجعات الصحية (SPA)، وتنقية المياه، ومياه الشرب، ويُبرز مقاومته الطويلة الأمد للكلور والكلورامين، كما أنه معتمد من إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية (FDA) ومن معيار NSF/ANSI 61، ويستند في ادعاءاته إلى اختبار مقاومة الكلور والكلورامين وفق معيار ASTM D6284. باركر وتظهر أبحاث الشركة حول مواد الإغلاق المقاومة للكلورامين أيضًا أن بعض المطاطيات المعتمدة من NSF تتعرّض لتدهورٍ شديدٍ وتورّمٍ بعد 8 أسابيع من التعرّض لمحلول يحتوي على ٥٠ جزءًا في المليون من الكلورامين الكلي عند درجة حرارة ٧٠°م، بينما تؤدي التركيبات المصممة خصيصًا لمقاومة الكلورامين أداءً أفضل بكثير.
الاستنتاج الرئيسي: بالنسبة لعملاء أحواض السباحة ومعالجة المياه ومياه الشرب، لا يُوصى باستخدام مصطلح «إيبدم مقاوم للكلور»، بل يجب استخدام: إيبدم مقاوم للكلور/الكلورامين، ومُكَبَّد بالبيروكسيد، ومرخَّص لمياه الشرب.
يُعَدُّ هيبوكلوريت الصوديوم الوسيط الأساسي في العديد من أجهزة التعقيم وعمليات التنظيف في الموقع (CIP) وأجهزة إضافته إلى أحواض السباحة ومياه الشرب. وهو لا يعادل مفهوم «الماء ذي بقايا الكلور المنخفضة» — إذ يمثل شرط تشغيل واحد فقط.
تحدد جدول توافقية إيبدم/فلورو كربون (FKM) الخاص بشركة آيبيكس درجات المقاومة على النحو التالي: ١ = مقاومة عالية، ٢ = مقاومة محدودة، ٣ = غير مقاوم. وفق بياناتها، يحصل إيبدم على التقييم ٢ في محلول هيبوكلوريت الصوديوم بتركيز ١٢,٥٪ عند ٢٠°م و٤٠°م؛ بينما يحصل على التقييم ١ عند تركيز ٣٪ ودرجة حرارة ٢٠°م، وعلى التقييم ٢ عند ٤٠°م، وعلى التقييم ٣ عند ٦٠°م. أما فلورو كربون (FKM)، فيحصل وفق نفس البيانات على التقييم ١ عند تركيز ١٢,٥٪ و٣٪ من هيبوكلوريت الصوديوم وعند ٢٠°م و٤٠°م، وعلى التقييم ٢ عند ٦٠°م.
هذا يوضح مشكلة عملية: عند درجة حرارة الغرفة، قد يكون إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) قابلاً للاستخدام مع محلول هيبيكلوريت الصوديوم (NaClO) ذي التركيز المنخفض؛ لكن مع ارتفاع درجة الحرارة أو التركيز، تنخفض هامش السلامة الخاص بمادة EPDM العادية بسرعة كبيرة.
منطق التوصية:
شرط هيبيكلوريت الصوديوم (NaClO) |
التوصية |
أقل من ١٪ كلور فعّال، وعند درجة حرارة الغرفة، وغسل لفترة قصيرة |
يمكن استخدام إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) المُعالَج بالبيروكسيد كخيار اقتصادي |
حوالي ٣٪، وعند درجة حرارة الغرفة |
يمكن تقييم إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM)، مع إعطاء الأولوية للتركيبات المقاومة للكلور؛ بينما تتمتع مطاط الفلورو (FKM) باستقرار أكبر |
٣٪ وما فوق، وعند درجات حرارة تتراوح بين ٤٠–٦٠°م |
لا يُوصى باستخدام إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) العادي؛ ويجب الانتقال إلى مطاط الفلورو (FKM) أو الفلورو فلورو كربون (FFKM) أو البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) |
محلول مركّز صناعي بنسبة ١٠–١٥٪ للماء أو التوزيع |
تُعطى الأولوية لمطاط الفلورو (FKM) أو الفلورو فلورو كربون (FFKM) أو الأختام المغلَّفة بالبولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) أو الأختام المصنوعة من البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) |
كلوريد الصوديوم الحامضي أو درجة حموضة منخفضة |
خطر عالٍ، ويحتاج إلى اختيار مخصص |
ملاحظة إضافية واحدة: يتحلّل هيبوكلوريت الصوديوم نفسه تلقائيًّا، وسرعـة التحلل تتأثر بالحرارة والضوء والتركيز؛ وتُشير بيانات وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) إلى أن هيبوكلوريت الصوديوم المعرَّض للهواء يتحلّل ببطء، وأن التركيز العالي وارتفاع درجة الحرارة يُسرّعان عملية التحلل، كما أن أشعة الشمس تُسرّعها أيضًا. وهذا يجعل من المستحيل تقييم كمية الكلور الفعلي، وهيبوكلوريت، والكلور الحر، والأكسجين المذاب، والبيئة القلوية ذات درجة الحموضة العالية في نظام التغذية استنادًا فقط إلى رقم واحد هو "NaClO".
الميزة الكلاسيكية لمادة الإيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) هي مقاومتها للأوزون والأشعة فوق البنفسجية والتقدم في العمر. وتوصِف شركة تريليبورغ صراحةً هذه المادة بأنها تتمتّع بمقاومة جيدة للحرارة وللأوزون وللتقدّم في العمر. ومع ذلك، فإن الخطر في معدات الأوزون يعتمد على كمية الأوزون في الهواء، أو غاز الأوزون، أو ماء الأوزون المذاب، وكذلك على التركيز ودرجة الحرارة والرطوبة وزمن التلامس.
تُظهر بيانات شركة آيبيكس أن مقاومة مادة الإيثيلين بروبلين داين مونومر (EPDM) أمام ماء الأوزون المشبع عند درجتي حرارة ٢٠°م و٤٠°م تساوي ١، بينما ترتفع إلى ٢ عند ٦٠°م؛ وهذا يعني أنه يمكن استخدام مادة EPDM في بيئات الأوزون ذات درجات الحرارة المنخفضة، لكن مستوى الثقة في أدائها ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة. وتؤكد أيضًا بيانات مورِّدي معدات الأوزون أن الأداء الفعلي يعتمد على طبيعة الهواء (الجاف أو الرطب)، والماء، وتركيز الأوزون، وما إذا كانت المادة مخصصةً لتعديلها بالأوزون أم لا، وكذلك على طبيعة التطبيق المحدد.
توصيات ظروف تشغيل الأوزون:
ظروف عمل الأوزون |
التوصية |
درجة حرارة الغرفة، وماء الأوزون المذاب ذي التركيز المنخفض |
مادة من الدرجة الخاصة للأوزون أو مادة FKM، مع ضرورة التحقق منها |
إغلاق غاز الأوزون العادي |
يمكن تقييم كل من EPDM وFKM |
غاز الأوزون عالي التركيز، والأوزون الرطب، ومخرج مولِّد الأوزون |
تُفضَّل مواد FKM وFFKM وPTFE/PFA |
التعرض طويل الأمد لماء الأوزون عالي التركيز |
مواد النظام المُفضَّلة: فلوروإلاستومر مُفلور (FKM)، وفلوروإلاستومر مُفلور عالي الأداء (FFKM)، وبولي تيترا فلورو إيثيلين/بولي فلورو إيثيلين (PTFE/PFA)، وبولي فينيليدين فلورايد (PVDF) |
مطاط نتريل بوتادين (NBR)، والمطاط الطبيعي، ومطاط الكلوروبوتادين العادي (CR) |
لا يُوصى به عمومًا |
يضم دليل توافق المواد مع الأوزون من شركة Absolute Ozone مواد مثل بولي تيترا فلورو إيثيلين/بولي فلورو إيثيلين (PTFE/PFA)، والفولاذ المقاوم للصدأ، وبولي بروبيلين/بولي إيثيلين (PP/PE)، ومطاط فيتون (Viton). أما بالنسبة لماء الأوزون، فتوصي الشركة باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316، وبولي تيترا فلورو إيثيلين (PTFE)، وبولي تيترا فلورو إيثيلين/بولي فلورو إيثيلين (PTFE/PFA)، والزجاج/الكوارتز. وتتضمن قائمة الأجزاء التي يجب تجنبها مواد مثل كالريز (Kalrez)، وكينار (Kynar)، وبولي تيترا فلورو إيثيلين/بولي فلورو إيثيلين (PTFE/PFA)، ومطاط فيتون (Viton)، وغيرها. كما تتضمن قائمة مواد الأوزون من شركة Ozcon مطاط الإثيلين بروبيلين ثنائي النتريل (EPDM) ومطاط الفلوروإلاستومر (FKM) كمواد من الدرجة (أ) في الظروف النموذجية للأوزون في الطور المائي أو الغازي، مع التأكيد على أن نطاق الاستخدام المناسب يتراوح بين ٢٠–٣٠°م، وعند درجة حموضة قريبة من المحايدة، وتحت افتراضات منخفضة الإجهاد الميكانيكي، مع ضرورة التحقق من التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة.
الاستنتاج الفعلي المبني على المبيعات والاختيار هو: لا يمكن القول ببساطة إن «مطاط الإثيلين بروبيلين ثنائي النتريل (EPDM) مناسب بالتأكيد» لمعدات الأوزون. بل يُعبَّر بدقة أكبر بأن مطاط EPDM الخاص بالأوزون يُمكن اختياره لماء الأوزون ذي التركيز المنخفض وعند درجة حرارة الغرفة؛ أما في حالات الأوزون عالي التركيز وعالي الرطوبة، أو عند مخرج مولد الأوزون، أو عند الحاجة إلى عمر افتراضي طويل، فيُفضَّل استخدام مطاط الفلوروإلاستومر (FKM)، أو الفلوروإلاستومر عالي الأداء (FFKM)، أو بولي تيترا فلورو إيثيلين/بولي فلورو إيثيلين (PTFE/PFA).
غالبًا ما تستخدم أنظمة التحكم في درجة حرارة التخزين الخاصة بأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والتبريد، وتبريد المحركات، واللوحات الإلكترونية، والمضخات، والصمامات محلول الإيثيلين جلايكول أو البروبيلين جلايكول كسائل تبريد. إن الوسيط الرئيسي المعني هنا ليس «الماء» وحده، بل الماء مضافًا إليه الجلايكول أو الكحول ثنائي الهيدروكسيل ومثبطات التآكل ومزيلات الرغوة والصبغات، وقد يحتوي أحيانًا على تلوث زيت.
يتميّز إيبدم بمزايا ضد الماء الساخن وبخار الماء والرواسب وماء تبريد المحركات والأحماض والقواعد؛ كما تدرج شركة إريكس إيبدم ضمن المواد المناسبة للماء الساخن/بخار الماء، ولعمليات التنظيف والتعقيم بالبخار (CIP/SIP)، وماء تبريد المحركات، والكحولات ووسائل مشابهة. لكن عند اختلاط أنظمة التبريد بالزيت المعدني أو مواد التشحيم أو زيت الضواغط أو الهيدروكربونات، فإن إيبدم يتورّم أو يلين أو يفشل، لأن إيبدم لا يقاوم الزيت إطلاقًا.
التوصية:
نوع سائل التبريد |
التوصية |
ماء + إيثيلين جلايكول/بروبيلين جلايكول |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
سائل تبريد مغلق عالي الحرارة |
إيبدم عالي الجودة، مع التأكيد على نظام مثبطات التآكل |
سائل تبريد ملوث بالزيت |
إتش إن بي آر، إف كي إم أو مادة مخصصة |
نظام المبرد/زيت التبريد |
غير معالج وفق نظام الماء المصنوع من إيبدم |
غالبًا ما تحتوي أنظمة ماء الغلاية وتكثيف البخار وماء التغذية والتصريف على:
منظم القلوية، الفوسفات، السولفيت، بديل الهيدرازين، الأمين، مزيل الأكسجين، الأكسجين المذاب، جسيمات الحديد وتأثيرات حرارية عالية دورية.
عادةً ما يكون الترتيب الموصى به حسب الأولوية لهذا النوع من الظروف هو:
الحالة |
التوصية |
ماء تغذية غلايات منخفضة الضغط/ماء ساخن |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
ماء تكثيف البخار |
إيبدم من درجة البخار |
ماء الغلاية بـ pH عالي |
EPDM قابل للتقييم، ولكن انتبه إلى القلوية ودرجة الحرارة |
أمين، عامل معالجة عضوي، بخار مستمر عالي الحرارة |
التحقق المخصص لـ FFKM أو FKM/EPDM الخاص |
ماء التكثف المحتوي على الزيت |
خطر EPDM عالي، فكر في FKM/HNBR/FFKM |
تركيز اختيار ماء الغلاية ليس فقط "الماء"، بل درجة الحرارة العالية + القلوية + المضافات + دورة الضغط. لذلك يجب توضيح ما يلي: أعلى درجة حرارة، ما إذا كان البخار مستمرًا، pH، ما إذا كان يحتوي على زيت، وما إذا كان هناك غسل بالتصريف.
الظروف التشغيلية الشائعة في معدات تنظيف الأغذية والمشروبات والألبان والمستحضرات الصيدلانية هي:
غسيل قلوي بـ NaOH، غسيل حمضي بحمض النيتريك/حمض الفوسفوريك، حمض البيروأسيتيك، هيبوكلوريت الصوديوم، الحرارة، البخار، ماء الأوزون، عامل تنظيف رغوي، والتلامس مع الزيت والغذاء.
تُشير نقاط البيانات الخاصة بعمليات التنظيف في المكان (CIP) والتعقيم في المكان (SIP) من شركة تريلبورغ إلى أن سوائل CIP ودرجات الحرارة المرتفعة قد تدفع بعض المطاطيات إلى أقصى حدود أدائها؛ بل وقد تؤدي صيغ مختلفة لنفس البوليمر الأساسي إلى نتائج مختلفة جدًّا. ويخلُص التقرير إلى ما يلي: مادة EPDM تؤدي أداءً ممتازًا في معظم سوائل CIP وبخار الماء عالي الحرارة، لكنها غير موصى بها للاستخدام مع الأغذية عالية الدهون وبعض مواد التشحيم الصالحة للأغذية؛ أما مادة FKM فهي أكثر ملاءمةً لمنتجات التجميل والعناية الشخصية والزيوت ومواد التشحيم؛ ويجب الحد من تعرض مادة FKM القياسية للبخار؛ بينما تحقق مادة FFKM أفضل أداءٍ في أشد الاختبارات صرامةً.
اختيار مبسَّط:
سيناريو الأغذية/التنظيف |
أولوية |
ماء ساخن + غسل قلوي + تعقيم في المكان (SIP) |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
تماس مع أغذية عالية الدهون أو زيوت أو مواد تشحيم |
FKM أو FFKM |
مطهِّر مؤكسد قوي + حرارة مرتفعة |
FFKM أو نظام PTFE |
تعقيم بالبخار + متطلبات منخفضة للكثافات الرسوبية |
مادة EPDM صالحة للأغذية أو الصيدلة، مع التأكد من شهادة المطابقة واختيار الوسط المناسب |
متطلبات التنظيمات الخاصة بمياه الشرب والغذاء |
اللوائح الفيدرالية الأمريكية 21 CFR 177.2600، وNSF 61، وWRAS، وKTW، وACS، و3-A، إلخ. حسب تأكيد السوق |
الوسيط/الحالة |
إيثيلين بروبلين داين مونومر مُعالَج بالبيروكسيد |
FKM |
اف اف كي ام |
طلاء من البولي تترافلوروإيثيلين/فلوروايثيلين بروبيلين/فلوروبولي إثير |
الماء البارد/ماء الشرب |
أولوية |
اختياري، تكلفة مرتفعة |
اختياري، مرونة ضعيفة |
اختياري |
الماء الساخن (٦٠–١٢٠ °م) |
أولوية |
حذرة |
فلوروكربون قياسي غير مُصنَّف كأولوية عالية |
اختياري |
بخار مشبع أو تعقيم بالبخار |
أولوية، ويحتاج إلى بخار من درجة حرارة عالية |
اختياري |
أولوية |
اختياري |
بخار مُسخَّن فوق نقطة الغليان أو بخار عالي الحرارة مستمر |
تحتاج إلى الحذر، ويجب إصدار شهادة توثيق |
أولوية |
اختياري |
اختياري |
ماء منخفض الكلور المتبقي |
أولوية، ويحتاج إلى مطاط إيثيلين بروبيلين داين (إيبدم) مقاوم للكلور |
اختياري |
اختياري |
اختياري |
ماء معامل بالكلورامين |
اختر مطاط إيثيلين بروبيلين داين (إيبدم) متخصص مقاوم للكلور |
اختياري |
اختياري |
اختياري |
من ٣ إلى ١٢,٥٪ من هيبيوكلوريت الصوديوم |
تقييم قابل للتنفيذ عند درجة حرارة الغرفة، وتحذير عند درجات الحرارة المرتفعة |
اختياري |
أفضل |
أفضل |
ماء الأوزون |
تقييم قابل للتنفيذ عند درجات الحرارة المنخفضة وبتركيز منخفض |
أفضل |
أفضل |
أفضل |
غاز الأوزون |
قابل للتقييم |
أفضل |
أفضل |
أفضل |
سائل تبريد إيثيلين غليكول/بروبيلين غليكول |
أولوية |
اختياري |
اختياري |
اختياري |
زيت معدني/وقود/زيت |
غير موصى به |
أولوية |
اختياري |
اختياري |
أغذية عالية الدهون/مادة تشحيم |
غير موصى به أو يتطلب حذرًا |
أولوية |
اختياري |
اختياري |
أكسدة قوية + درجة حرارة مرتفعة + عمر افتراضي طويل |
حذرة |
حذرة |
أولوية |
الخيار الأول |
لعملاء معدات معالجة المياه، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وتنظيف الأغذية، والمسبح، والتعقيم، يُوصى بكتابة مواصفات الحلقات المطاطية (O-Ring) بشكل كامل:
الماء الساخن الأساسي/ماء الشرب: حلقة مطاطية من مادة EPDM، صلادة ٧٠ شور أ، مُعالَجة بالبيروكسيد، ومنخفضة التشوه تحت الضغط، ومتوافقة مع متطلبات المواصفات NSF 61 / WRAS / KTW / ACS / FDA 21 CFR 177.2600.
البخار/التعقيم بالبخار (SIP): حلقة مطاطية من مادة EPDM، مُعالَجة بالبيروكسيد، من الدرجة المناسبة للبخار، وصلادتها بين ٧٠ و٨٠ شور أ، وتصلح للاستخدام مع بخار متقطع درجة حرارته بين ١٢١ و١٥٠°م، ويجب التحقق من معدل التشوه تحت الضغط والمواد المنظفة الفعلية المستخدمة.
مياه المسبح/المحتوية على الكلورامين: حلقة مطاطية من مادة EPDM مقاومة عاليًا للكلور والكلورامين، ومعتمدة وفقًا لمعايير NSF61/FDA، ومرفقة ببيانات اختبار الكلور/الكلورامين وفق معيار ASTM D6284 أو ما يعادله.
معدات إضافات هيبوكلوريت الصوديوم (NaClO)/التعقيم: حلقة مطاطية من مادة EPDM مقاومة للكلور، وتُقيَّم عند درجة حرارة الغرفة وبتركيز منخفض؛ أما في حال التركيز العالي أو درجات الحرارة المرتفعة، فتُعطى الأولوية لحلقات O-Ring المغلفة بمادة FKM/FFKM/PTFE.
معدات الأوزون: مطاط إيثيلين بروبيلين داين مونومر (EPDM) من الدرجة المخصصة للأوزون، لاستخدامه في مياه الأوزون ذات التركيز المنخفض وعند درجة حرارة الغرفة؛ ومطاط فلوروإلاستومر (FKM)، ومطاط فلوروإلاستومر مُفلور بالكامل (FFKM)، وبولي تترافلوروإيثيلين/بولي فلوروإيثيلين ألكل (PTFE/PFA) يُفضَّل استخدامه عند تركيزات عالية من غاز الأوزون أو عند خرج مولدات الأوزون الرطبة.
قبل الاختيار، تأكَّد من هذه الحقول على الأقل:
حلقات الأختام المطاطية لأنظمة المياه ليست «مطاط إي بي دي إم واحد يغطي جميع الاستخدامات».
الماء الساخن / البخار / السائل المبرد: إي بي دي إم المعالج بالبيروكسيد هو النوع القياسي الرئيسي.
الماء المحتوي على الكلور أو الكلورامين: استخدم إي بي دي إم المعتمد لمقاومته للكلور أو الكلورامين.
محاليل هيبوكلوريت الصوديوم عالي التركيز، والأوزون، والأكسدة القوية عند درجات حرارة مرتفعة: انتقل إلى مطاط إف كي إم أو إف إف كي إم أو بولي تيترا فلورو إيثيلين / بولي فلورو ألكوكسايد.
الزيوت والدهون والهيدروكربونات: لا تستخدم إي بي دي إم.
ملخّصٌ في جملة واحدة: الأولوية في اختيار حلقية الإحكام (O-ring) لأنظمة المياه ليست «أي مادة مطاطية أكثر متانة»، بل ما إذا كان بالإمكان التحكم في المعدل الكلي للتسرب والرواسب وظاهرة الاختراق والتأثّر بالملوّثات وحالة سطح التركيب ضمن التركيز ودرجة الحرارة المستهدفَيْن.