1. Horká voda: Prioritní EPDM vulkanizovaný peroxidem

Hlavní riziko provozu za podmínek horké vody není „chemická koroze“, ale dlouhodobé stlačení při vysoké teplotě, ztvrdnutí, vylučování látek, stárnutí a montážní napětí.

U běžné studené vody, domácí horké vody, vody pro podlahové vytápění, výměníků tepla, zařízení pro pitnou vodu, uzavíracích klap, čerpadel a průtokoměrů se obecně doporučuje následující pořadí priorit:

U aplikací Trelleborgu ve vodním a sanitařním průmyslu je EPDM uveden pro použití při styku s chlorem, amoniakem, horkou vodou a párou spolu s příslušnými certifikačními orgány, jako jsou NSF, KTW, WRAS. Nedostatky EPDM však také musí být jasně uvedeny: materiál není odolný vůči minerálním olejům, palivovým olejům, petrolemovým mazivům a většině uhlovodíkových médií; omezení EPDM u ERIKS také výslovně zahrnují petrolej, benzín, kerosin a petrolejový olej.

Praktický doporučený materiál: horká voda O-pečlivky neměl bych prostě psát "EPDM 70". Vhodnější popis specifikace je: EPDM 70 Shore A, peroxidově vytvrzený, použití horké vody/pitné vody, nízký kompresní soubor, odpovídající NSF 61/WRAS/KTW/FDA 21 CFR 177.2600. FDA 21 CFR 177.2600 se vztahuje na podmínky použití "kaucíkových výrobků s opakovaným použitím" v potravinářské výrobě, zpracování, balení, dopravě.

2. Věříme, že Přehřátá voda: EPDM je stále použitelný, ale musí být zvýšená

Přehřátá voda není obyčejná horká voda.

Obvykle se vztahuje na tekutou vodu, která je stále udržována pod tlakem nad 100 °C, jako je sterilizace při vysoké teplotě, uzavřená výměna tepla, oběh teplé vody v potravinářských zařízeních, voda z kotle nebo horká voda z procesů. V tomto scénáři se O-kroužky potýkají se třemi problémy: za prvé, když teplota překročí zónu dlouhodobé vhodnosti běžného EPDM, zrychluje se kompresní soubor. Za druhé, voda může obsahovat alkalie, fosforečnan, sulfit, amin nebo deoxidant. Za třetí, tlakové cykly mohou způsobit O-kroužek opakovaně se rozšiřovat a smršťovat v důsledku tepelné roztažnosti/smrštění, což vede k uvolnění těsnicí plochy.

Doporučená logika:

Chemický kompatibilitní průvodce společnosti IPEX také uvádí, že výběr elastomeru je společně určen chemickým složením, teplotou a mechanickými vlastnostmi; výsledky ponořovacích testů nelze bezpodmínečně aplikovat na těsnicí podmínky vystavené trvalému mechanickému nebo tepelnému zatížení, a kombinace chemických látek a skutečné provozní podmínky stále vyžadují nezávislé ověření.

3. Pára: Priorita „Párový stupeň, peroxidem vulkanizovaný EPDM“, nepoužívat přímo běžný FKM

Pára je prostředí, které se v systémech s vodou nejčastěji nesprávně posuzuje. To, že materiál vyhovuje horké vodě, neznamená, že vyhovuje páře.

Pára způsobuje intenzivnější tepelné stárnutí, změnu objemu, kompresní deformaci a poškození rychlým uvolněním tlaku. SIP, sterilizace potravin, parní uzavírací kohouty kotlů a cesty pro návrat kondenzátu z páry vyžadují opatrnost.

Doporučená priorita:

Související závěry společnosti Trelleborg z testů CIP/SIP ukazují: vybrané materiály EPDM výborně vystupují většinou v prostředích CIP a přehřáté páry, avšak různé formulace stejného základního polymeru mohou vést k velmi odlišným výsledkům. Tato data také ukazují, že standardní FKM je citlivý na dobu expozice páře, zatímco FKM s prioritním složením vydrží vyšší teploty páry a FFKM dosahuje nejlepších výsledků a úspěšně projde validací vystavení páře nejvyšších teplot za nejnáročnějších podmínek.

Běžný omyl: Mnoho zákazníků vidí, že materiál FKM má vysokou odolnost proti teplu, a proto se domnívá, že je silnější než EPDM. Toto posouzení je neúplné. FKM je odolný v oleji, palivech, mnoha chemikáliích a horkém vzduchu, avšak v systémech horké vody/parních systémech není standardní FKM často prioritou; u těsnění parních systémů je důležitější stabilita vůči hydrolyzi vody, kompresní deformace a kvalita složení směsi, nikoli pouze nejvyšší odolnost proti teplotě.

4. Chlorovaná voda, voda z bazénu, voda s oxidem chlorovým: Používejte „EPDM odolný vůči chlóru / chloraminu“, nepoužívejte běžný EPDM

Chlorovaná voda není pevně daným prostředím.

Může jít o pitnou vodu s nízkým zbytkovým obsahem chlóru, vodu z bazénu, vodu s dezinfekčním účinkem oxidu chlorového nebo roztok s vysokou koncentrací hypochloritu sodného. Různé koncentrace a hodnoty pH mají zcela odlišný destruktivní účinek na O-kroužky.

Účinnost dezinfekce chlorem souvisí s jeho formou, koncentrací a dobou kontaktu; kyselina hypochloritová (HOCl) je účinnější než iont hypochloritu (OCl⁻) a pH ovlivňuje poměr mezi oběma formami. Britská inspekce pitné vody uvádí, že poměr tvorby chloru se obvykle řídí podmínkami pH příznivými pro tvorbu kyseliny hypochloritové. Australský průvodce pitnou vodou rovněž uvádí, že při teplotě 25 °C převládá kyselina hypochloritová při pH nižším než 7,5, zatímco při pH vyšším než 7,5 převládá iont hypochloritu; dezinfekce je při nízkém pH účinnější.

Doporučení pro scénáře použití chlorované vody:

EPDM pro bazénovou vodu od společnosti Trelleborg je explicitně navržen pro bazény, SAUNY, filtrační systémy a systémy pitné vody; uvádí dlouhodobou odolnost vůči chlóru a chloraminům, má certifikáty FDA a NSF61 a odkazuje na zkoušky odolnosti vůči chlóru a chloraminům podle normy ASTM D6284. Parker výzkum těsnicích materiálů pro chloraminy ukázal, že v roztoku celkového chloraminu o koncentraci 50 ppm při teplotě 70 °C některé elastomery s certifikací NSF vykazují po 8 týdnech expozice vážné degradace a otoky, zatímco speciální formulace odolné vůči chloraminům dosahují výrazně lepších výsledků.

Klíčový závěr: pro zákazníky v oblasti bazénů, úpravy vody a pitné vody se nedoporučuje termín „EPDM odolné vůči chloru“, ale místo toho: používejte EPDM odolné vůči chloru/chloraminu, vulkanizované peroxidem a certifikované pro vodu.

5. Natriumhypochlorit (NaClO): EPDM vhodné pro nízkou koncentraci; při vysoké koncentraci nebo vysoké teplotě přepnout na FKM, FFKM nebo PTFE.

Natriumhypochlorit je základním médiem mnoha zařízení pro dezinfekci, čištění v provozu (CIP), dávkování do bazénů a dávkování do pitné vody. Nejedná se o stejnou podmínku jako „voda s nízkým zbytkovým obsahem chloru“ — jedná se o jedinou provozní podmínku.

Tabulka odolnosti materiálů IPEX pro EPDM a FKM definuje stupeň odolnosti takto: 1 = vysoce odolné, 2 = omezeně odolné, 3 = neodolné. Podle těchto údajů má EPDM u roztoku natriumhypochloritu o koncentraci 12,5 % při teplotě 20 °C i 40 °C stupeň odolnosti 2; u roztoku natriumhypochloritu o koncentraci 3 % při teplotě 20 °C je stupeň 1, při 40 °C stupeň 2 a při 60 °C stupeň 3. Stejná data uvádějí pro FKM u natriumhypochloritu o koncentraci 12,5 % i 3 % stupeň odolnosti 1 při 20 °C i 40 °C a stupeň 2 při 60 °C.

Toto ilustruje praktický problém: při pokojové teplotě lze použít nízkokoncentrovaný roztok NaClO a EPDM; avšak s rostoucí teplotou nebo koncentrací se bezpečná mez běžného EPDM rychle snižuje.

Doporučená logika:

Jedna další poznámka: samotný roztok sodného hypochloritu se rozkládá; rychlost rozkladu ovlivňují teplota, světlo a koncentrace. Podle údajů EPA se sodný hypochlorit vystavený vzduchu pomalu rozkládá; vysoká koncentrace a zvýšená teplota urychlují tento rozklad, stejně jako přímé sluneční světlo. To znamená, že skutečnou koncentraci chloru, hypochloritu, volného chloru, rozpuštěného kyslíku a alkalického prostředí s vysokým pH v dávkovacím systému nelze posoudit pouze na základě jediného údaje „NaClO“.

6. Ozón: EPDM dobře odolává ozónu, ale u vody nebo plynného ozónu s vysokou koncentrací je nutný opatrný výběr materiálu

Klasickou výhodou EPDM je odolnost vůči ozónu, UV záření a stárnutí. Trelleborg explicitně uvádí, že EPDM má dobrou tepelnou odolnost, odolnost vůči ozónu a stárnutí. V zařízeních pro ozón je však riziko závislé na množství ozónu ve vzduchu, na ozónovém plynu nebo rozpuštěném ozónu ve vodě, stejně jako na koncentraci, teplotě, vlhkosti a době expozice.

Data IPEX ukazují, že odolnost EPDM vůči nasycené vodě ozónem při 20 °C a 40 °C je 1, při 60 °C je 2; to znamená, že EPDM lze použít v prostředí s nízkou teplotou a ozónem, avšak spolehlivost by měla klesat s rostoucí teplotou. Data dodavatelů zařízení pro ozón také zdůrazňují, že skutečný výkon závisí na suchém/vlhkém vzduchu, vodě, koncentraci ozónu a na tom, zda se jedná o materiál speciálně upravený pro ozón a konkrétní aplikaci.

Doporučení pro provozní podmínky ozónu:

Průvodce kompatibility materiálů Absolute Ozone zahrnuje PTFE/PFA, nerezovou ocel, PP/PE a Viton; pro ozonovou vodu se doporučuje nerezová ocel 316, PTFE, PTFE/PFA a sklo/křemen; mezi materiály, které je třeba vyhýbat se, patří Kalrez, Kynar, PTFE/PFA, Viton atd. Seznam materiálů Ozcon pro ozon rovněž zařazuje EPDM a FKM jako materiály třídy A za typických podmínek ozonu ve vodní či plynné fázi a zdůrazňuje, že jejich použitelnost je přibližně v rozmezí 20–30 °C, při téměř neutrálním pH a za předpokladu nízkého mechanického namáhání; ovšem je nutné ověřit konkrétní složení a teplotu.

Skutečný závěr z prodeje/výběru je: u ozonových zařízení nelze jednoduše říci „EPDM je bezpodmínečně vhodné.“ Přesněji: pro ozonovou vodu s nízkou koncentrací a pokojovou teplotou lze zvolit EPDM určený pro ozon; pro vysokou koncentraci, vysokou vlhkost, výstup z ozonového generátoru nebo dlouhou životnost má přednost FKM, FFKM, PTFE/PFA.

7. Chladicí kapalina: EPDM je obvykle vhodný pro vodný roztok ethylenglykolu/propylenglykolu, ale dávejte pozor na olej

Systémy řízení teploty pro klimatizaci, chlazení, chlazení motoru, desky, čerpadla a ventily často používají chladicí kapalinu na bázi ethylenglykolu nebo propylenglykolu. Hlavní relevantní médium zde není "voda", ale voda + glykol/dihydroalkohol + inhibitor koroze + potlačovač pěny + barvivo + možné kontaminace olejem.

EPDM má výhody vůči horké vodě, páře, usazeninám, chladicí vodě pro motory, kyselinám a zásadám; ERIKS také uvádí, že EPDM je vhodný pro horkou vodu/páru, CIP/SIP, chladicí vodu pro motory, alkoholy a podobná média. Avšak jakmile se do chladicích systémů dostane minerální olej, mazivo, olej pro kompresory nebo uhlovodíky, EPDM nabobtná, změkne nebo selže, protože EPDM zjevně není odolný vůči oleji.

Doporučení:

8. Kotelní voda a párový kondenzát: Neobvyklá horká voda

Kotelní voda, párový kondenzát, přívodní voda a odvodňovací systémy často obsahují:

Upravovač alkalinity, fosfát, sulfid, náhrada hydrazinu, amin, dezoxidant, rozpuštěný kyslík, částice železa a periodický vliv vysoké teploty.

Doporučené pořadí priority pro tento typ podmínek je obvykle:

Při výběru vody pro kotel se nesoustředíte jen na „vodní“ složku, ale na kombinaci vysoké teploty + alkalinity + přísad + cyklů tlakového zatížení. Proto je nutné upřesnit: nejvyšší teplotu, zda jde o nepřetržitou páru, pH, zda kondenzát obsahuje olej, zda dochází k odtoku a praní.

9. Čištění potravinářských zařízení, CIP/SIP a dezinfekce: výběr podle „kombinace čisticích prostředků“, nikoli podle jediného materiálu

Běžné provozní podmínky v zařízeních pro čištění v potravinářském, nápojovém, mlékárenském a farmaceutickém průmyslu jsou:

Čištění alkalickými prostředky (NaOH), kyselým čištěním (kyselina dusičná/kyselina fosforečná), peroctovou kyselinou, roztokem hydroxidu sodného, teplem, parou, ozonovanou vodou, pěnivými čisticími prostředky, styk s oleji a potravinami.

Údaje společnosti Trelleborg CIP/SIP poukazují na to, že CIP tekutina a vysoká teplota tlačí některé elastomery k extrémním výkonům; dokonce i stejný polymer základní, různé formulace mohou mít velmi odlišné výsledky. Výsledkem je: výběr EPDM funguje vynikající v většině tekutin CIP a přehřáté páry, ale není doporučován pro použití s potravinami s vysokým obsahem tuku a některými mazivými látkami pro potravinářskou spotřebu; FKM je vhodnější pro kosmetiku, osobní péči,

Zjednodušený výběr:

10. Matematická matice výběru materiálů

11. Doporučení pro nákup/technickou specifikaci

Zákazníkům zařízení pro úpravu vody, klimatizaci, čištění potravin, bazény a dezinfekci se doporučuje úplně uvést specifikace těsnění O-kroužku:

Základní horká voda/pitná voda: O-kroužek z EPDM, tvrdost 70 Shore A, peroxidově vulkanizovaný, s nízkou deformací pod tlakem, odpovídající požadavkům NSF 61 / WRAS / KTW / ACS / FDA 21 CFR 177.2600.

Pára/SIP: O-kroužek z EPDM, peroxidově vulkanizovaný, pro páru, tvrdost 70–80 Shore A, vhodný pro občasné provozní teploty páry 121–150 °C; nutno ověřit deformaci pod tlakem a kompatibilitu s používanými čisticími prostředky.

Bazény/chloraminová voda: EPDM odolný vůči vysokému obsahu chloru a chloraminu, certifikovaný podle NSF 61/FDA, s testovacími daty podle ASTM D6284 nebo ekvivalentních zkoušek odolnosti vůči chlóru a chloraminu.

Zařízení pro dávkování NaClO/dezinfekci: EPDM odolný vůči chlóru s nízkou koncentrací, vyhodnocený za pokojové teploty; pro vysoké koncentrace nebo vysoké teploty upřednostňujte O-kroužky z FKM/FFKM/PTFE s kapslovým provedením.

Ozónové zařízení: ozónová voda nízké koncentrace při pokojové teplotě s těsnicím materiálem z EPDM vyhovujícím požadavkům na ozón; pro vysokokoncentrovaný ozónový plyn, vlhký ozón nebo výstup z ozónového generátoru se upřednostňují materiály FKM, FFKM, PTFE/PFA.

12. Požadavky na provozní podmínky, které je nutné potvrdit již v fázi výběru

Před výběrem potvrďte alespoň následující parametry:

• Prostředí: horká voda, pára, NaClO, chloramin, ozón, chladicí kapalina, kotelní voda, možnost současného použití více prostředí.
• Teplota: trvalá provozní teplota, maximální teplota, teplota sterilizace, četnost tepelných šoků.
• Koncentrace: zbytkový chlor v ppm, obsah NaClO v procentech, koncentrace ozónu v ppm nebo mg/L, poměr ethylenglykolu.
• pH: zejména u chlorné vody, roztoku NaClO a kyselého CIP čištění.
• Tlak: jedná se o statické nebo dynamické těsnění, vyskytují se tlakové pulzy.
• Zda se jedná o pitnou vodu/produkty ve styku s potravinami: certifikáty NSF, WRAS, KTW, FDA, 3-A, ACS, KIWA atd.
• Zda je povoleno použití oleje nebo maziva: to je největší slabina materiálu EPDM, kterou se často přehlíží.

13. Zásady konečného výběru

O-kroužky pro vodní systémy nejsou „jeden EPDM pro všechno“.

Horká voda/pára/chladicí kapalina: Peroxidem vulkanizovaný EPDM je hlavní volbou.

Chlorová voda/chloramin: Používejte EPDM certifikovaný pro odolnost vůči chloru/chloraminu.

Vysoce koncentrovaný NaClO, ozón, silné oxidační prostředí za vysoké teploty: Přepněte na FKM, FFKM nebo PTFE/PFA.

Oleje, tuky, uhlovodíky: EPDM nepoužívejte.

Shrnutí jednou větou: prioritou při výběru O-kroužků pro vodní systémy není otázka „který gumový materiál je odolnější“, ale zda lze celkovou míru úniku, vyloučeniny, permeaci, kontaminaci a povrch pro instalaci ovládat při cílové koncentraci a teplotě.