
Upgrade z NBR na HNBR je v podstatě upgrade z „obecného olejodolného těsnění“ na „těsnění odolné proti teplu, ozónu a opotřebení s vyšší spolehlivostí.“
V automobilovém průmyslu, klimatizaci vozidel, chladicích zařízeních a hydraulických systémech, O-pečlivky dlouhodobě odolávají oleji, chladivu, vysokým teplotám, tlakovým kolísáním, vibracím a stárnutí způsobenému ozónem a dalším různým zátěžím. Standardní nitrilová pryž NBR má dobrou odolnost vůči oleji a výhodu z hlediska nákladů, avšak s rostoucí provozní teplotou a prodlouženou životností se postupně objevují slabiny těsnicích částí: odolnost proti tepelnému stárnutí je omezená, odolnost proti ozónu je nedostatečná a riziko dlouhodobého dynamického opotřebení a deformace způsobené stlačením je vyšší.
HNBR, tj. hydrogenovaný nitrilový kaučuk, se vyrábí hydrogenací nenasycených dvojných vazeb segmentu butadienu na základě NBR, čímž se výrazně zlepšují odolnost vůči teplu, ozonu, chemikáliím a olejům, stejně jako mechanické vlastnosti. Materiál společnosti Trelleborg pro HNBR také uvádí, že HNBR je získán selektivní hydrogenací dvojných vazeb v butadienovém segmentu NBR, a tato strukturální změna výrazně zvyšuje odolnost vysoké teploty a ozonu, přičemž HNBR má dobré mechanické vlastnosti a odolnost proti opotřebení.
Proto se O-kroužky z HNBR běžně používají v automobilových klimatizačních systémech, těsněních chladiv, palivových systémech, olejových těsněních, převodovkách, systémech převodu energie, hydraulických systémech a oblastech kontaktu s vysokoteplotními olejovými produkty. Jejich uplatnění není pouze přímou náhradou NBR, ale vyšší výkonnostní řešením pro scénáře, kde výkon NBR nestačí nebo je cena FKM příliš vysoká, nebo kde podmínky neumožňují použití při nízkých teplotách.
NBR je akrylonitril-butadienový kaučuk (nitrilový kaučuk), který vzniká kopolymerizací butadienu a akrylonitrilu. Jeho výhodami jsou odolnost vůči minerálním olejům, mazivům a nízká cena, stejně jako zralé zpracování, a proto se běžně používá pro obecné těsnění oleje, O-kroužky, těsnění a hydraulická těsnění.
HNBR je hydrogenační úprava založená na NBR. Po hydrogenaci se počet dvojných vazeb v molekulovém řetězci sníží, hlavní řetězec se stane stabilnějším a zlepší se jeho odolnost vůči tepelnému a atmosférickému stárnutí, ozónu, UV záření a části chemických médií. Popis HNBR od společnosti GMORS rovněž uvádí, že HNBR je syntetická sloučenina získaná selektivní hydrogenací dvojných vazeb v butadienové části NBR, a proto má oproti nitrilu/NBR lepší tepelné, ozónové, chemické a mechanické vlastnosti.
Právě to je zásadní důvod, proč je HNBR vhodnější než NBR pro automobilové systémy a klimatizační systémy:
Motorový prostor automobilu, převodovka, klimatizační kompresor, hydraulické čerpadlo teplota obvykle není stabilní nízká teplota, ale dlouhodobě se opakují teplotní cykly. Běžný NBR se v relativně vysokoteplotních prostředích vzduchu snadno ztvrdne, praskne, ztratí pružnost a zvýší se jeho tlaková deformace.
Podle údajů o automobilových materiálech společnosti Trelleborg je nejvyšší provozní teplota NBR obvykle omezena na +100 °C, krátkodobě až na +120 °C; zatímco HNBR v kontaktu s minerálním olejem a mazivem může pracovat v rozmezí přibližně -30 °C až +140 °C, krátkodobě až +160 °C, některé speciální typy jsou použitelné i při -40 °C. Společnost ARLANXEO rovněž uvádí, že její produkty HNBR jsou vhodné pro aplikace vyžadující vyšší odolnost vůči teplu a kapalinám, přičemž konkrétní teplotní rozsah závisí na konkrétní třídě a složení směsi.
Pro zákazníky: při stejných podmínkách utěsnění jako u olejových těsnicích materiálů je NBR vhodný pro běžné teploty, zatímco HNBR je vhodnější pro horké oleje, vysokoteplotní plyny, kompresory, okolí motoru, převodovky a podmínky dlouhodobého tepelného stárnutí.
Automobilové klimatizační potrubí, těsnění v prostoru motoru, spojovací prvky chladicích zařízení a vnější těsnění hydraulických systémů jsou často vystavena působení ozónu, kyslíku, UV záření a teplotním cyklům. NBR má vzhledem k relativně vyššímu obsahu nenasycených vazeb v hlavním řetězci vyšší riziko poškození ozónem a při delším používání se na jeho povrchu mohou snadno vytvářet trhliny.
HNBR výrazně zlepšuje odolnost vůči stárnutí způsobenému teplotními cykly hydrogenací nenasycených vazeb. Společnost Trelleborg upřesňuje, že selektivní hydrogenace HNBR výrazně zvyšuje odolnost vůči teplotě a ozónu; společnost ARLANXEO rovněž uvádí, že plně nasycené třídy HNBR mají vynikající odolnost vůči ozónu.
Právě proto se HNBR často používá v O-kroužcích pro klimatizaci automobilů, u těsnění automobilových olejových systémů, těsnění převodových systémů, venkovních chladicích zařízeních a hydraulických hadicích: tyto aplikace nejen testují odolnost vůči oleji, ale také ověřují životnost těsnění při dlouhodobém venkovním vystavení.
O-kroužky v mnoha aplikacích nejsou pouze statickými těsněními. Například těsnění spojky kompresoru klimatizace automobilu, hlavy válců, hydraulického ventilu, olejového čerpadla a mechanismu pro ovládání převodovky jsou vystavena tlakovým pulsům, vibracím a dynamickému opotřebení.
Trelleborg upozorňuje, že HNBR je výkonnější než běžný NBR co se týče pevnosti, odolnosti proti opotřebení a dynamického výkonu, a uvádí jeho použití u těsnění poháněných převodových prvků a v klimatizačních aplikacích. Materiál HNBR od společnosti Zeon také uvádí, že materiál Zetpol HNBR s vysokou odolností vůči teplu, oleji, opotřebení a ozónu umožňuje použití v synchronních řemenicích, klínových řemenech a průmyslových hadicích za vysoké zátěže a dlouhou životnost; dále je vhodný pro těsnění automobilových dílů, O-kroužky, hydraulické hadice a ochranné kryty náprav atd.
Pro zákazníky zabývající se hydraulikou je tento bod velmi důležitý: HNBR není pouze „odolný vůči oleji“ – jeho význam spočívá v tom, že dokáže udržet lepší stabilitu těsnění i tehdy, když současně působí olej, tlak, tření, teplota a dynamické zatížení.

NBR je již samotný typickým olejoodolným gumovým materiálem, proto mnoho zákazníků klade otázku: pokud je NBR také odolný vůči oleji, proč stále používat HNBR?
Answer: Při těsnění olejem za pokojové teploty nebo střední teploty může být NBR již dostačující; za podmínek vyžadujících vysokoteplotní olej, dlouhodobou odolnost proti stárnutí, odolnost proti dynamickému opotřebení a delší životnost je HNBR spolehlivější.
Obsah akrylonitrilu v HNBR také ovlivňuje odolnost vůči oleji a nízkým teplotám. Společnost Trelleborg uvádí, že obsah akrylonitrilu (ACN) v HNBR se může pohybovat přibližně mezi 18 % a 50 %; vyšší obsah ACN zlepšuje odolnost vůči oleji, avšak pružnost při nízkých teplotách odpovídajícím způsobem klesá; společnost ARLANXEO rovněž upozorňuje, že vyšší obsah ACN zvyšuje odolnost HNBR vůči olejům, tukům, palivům a jiným nepolárním prostředkům, avšak pružnost při nízkých teplotách odpovídajícím způsobem klesá.
Takže při tržní propagaci lze tento výrok formulovat následovně:
Automobilové systémy klimatizace a chlazení kladou na O-kroužky velmi složité požadavky: musí přicházet do kontaktu s chladivem i s chladicím/mazacím olejem, zároveň však musí odolávat tlaku, teplotním cyklům a vibracím či nárazovým zatížením.
HNBR se díky své tepelné odolnosti, odolnosti vůči olejům, ozónu a lepším mechanickým vlastnostem stalo běžným materiálem pro O-kroužky automobilových klimatizačních systémů. Automobilové klimatizační systémy společnosti FJC O-kroužek poznámky k materiálu HNBR, tj. hydrogenovanému nitrilu, uvádějí jeho dobré použití v klimatizačních systémech; uvádějí jej jako kompatibilní s chladivy R-12, R-134a, R-1234yf a dalšími; zároveň jeho teplotní rozsah pokrývá přibližně -30 °C až 150 °C. GMORS rovněž uvádí, že HNBR je běžně používán u nové generace ekologicky šetrných chladiv.
V praxi však při výběru stále je třeba zdůraznit:
V automobilových palivových systémech, obvodech motorového oleje, obvodech převodového oleje a systémech posilovaného řízení dochází ke kontaktu těsnicích členů s palivem, mazivem, ATF, naftou nebo jinými funkčními kapalinami a zároveň jsou vystaveny relativně vysokým teplotám a vibracím. HNBR lze prostřednictvím úpravy složení současně dosáhnout lepší odolnosti vůči oleji, tepelné odolnosti a mechanických vlastností.
Materiál HNBR společnosti ARLANXEO uvádí, že HNBR lze použít pro kapalinu posilovaného řízení, olej pro automatickou převodovku, motorový olej, naftu a chladicí kapalinu a další náročné prostředí kapalin a je vhodný pro těsnicí aplikace v automobilech a těžkém zařízení. Společnost Zeon rovněž uvádí, že HNBR lze použít pro automobilové těsnicí díly, O-kroužky, těsnění olejového krytu, těsnění uzávěrů výpusťových otvorů, těsnění čerpadla chladicí kapaliny, stejně jako pro hadice na biopaliva, průmyslové hadice a hydraulické hadice.
Poznámka:
Provozní podmínky těsnění oleje často zahrnují rotaci hřídele, mazivo, tření a vznik tepla. NBR lze použít pro běžná těsnění oleje, avšak při vysoké teplotě, dlouhé životnosti nebo vyšších rychlostech rotace je výhoda tepelné odolnosti HNBR zřejmější.
Popis společnosti Zeon o použití HNBR v synchronních řemenicích, klínových řemenech, ochranných krytcích nárazníků a automobilových těsnicích prvcích ukazuje, že odolnost HNBR vůči oleji, opotřebení, ozónu a dynamickým zatížením činí tento materiál vhodnějším pro automobilové součásti vyšší pevnosti a delší životnosti.
Při komunikaci s automobilovými zákazníky lze to formulovat následovně:
Hydraulické systémy jsou založeny na třech klíčových vlastnostech: odolnosti vůči oleji, odolnosti vůči rázovým tlakovým zátěžím a odolnosti vůči opotřebení. Běžný NBR se široce používá v hydraulických systémech s minerálním olejem, avšak v prostředích s vysokou teplotou, vysokým tlakem, dynamickým reciprokujícím pohybem, dlouhou životností nebo venkovními zařízeními je HNBR vhodnější pro O-kroužky, ložisková těsnění, těsnění čerpadel a ventilů a část těsnění hadic.
Zeon výslovně uvádí, že HNBR se používá pro průmyslové hadice a hydraulické hadice a vyniká vynikající odolností proti teplu a kapalinám, čímž prodlužuje životnost při vysokých teplotách.
Hlavní komunikační bod pro zákazníky hydraulických systémů může být:
Porovnávací položka |
Nbr nitrilový kaučuk |
HNBR – hydrogenovaný nitrilový kaučuk |
Bod pochopení zákazníkem |
Povaha materiálu |
Kopolymer butadienu a akrylonitrilu |
Hydrogenovaný, více plně nasycený NBR |
HNBR je vylepšenou verzi NBR z hlediska výkonu |
Odolnost proti oleji |
Dobrá a stabilní v oleji za vysokých teplot |
|
HNBR není pouze „odolnější vůči oleji“, ale je také stabilnější v tepelném prostředí |
Odolnost proti teplu |
Střední, obecný NBR má nižší horní teplotní limit |
Výrazně odolnější, vhodný pro vyšší teplotní rozsah |
Vhodný pro motorový prostor, kompresory, horký olej a převodovky |
Odolnost vůči ozonu |
Relativně slabý |
Výrazně odolnější |
Vhodný pro automobilové vnější díly a venkovní chladicí zařízení |
Odolnost proti opotřebení |
Dobrá |
Lepší, dynamičtější výkon |
Vhodný pro těsnění oleje, hydraulické systémy, kompresory a podmínky provozu s vibracemi |
Kompatibilita chladiva |
Vyžaduje opatrnost |
Běžné pro automobilové těsnění O-kroužků klimatizace |
Použitelné pro systémy R134a, R1234yf a další, ale nutno potvrdit kompatibilitu s olejem |
Náklady |
Nižší |
Vyšší než NBR |
Určeno pro středně až vysoce výkonné aplikace a dlouhou životnost |
Typické použití |
Obecné těsnění, těsnění pro automobilový olej nízkých a středních teplot, těsnění pro oleje vyšší kvality |
HNBR se používá ve středně až vysoce výkonných aplikacích a aplikacích s dlouhou životností, kde NBR není dostatečně spolehlivý |
|
HNBR O-kroužky představují výkonnostní vylepšení materiálu na základě běžného NBR; zachovávají dobrou odolnost vůči oleji a zároveň výrazně zvyšují odolnost vůči teplu, ozónu, opotřebení a dlouhodobou spolehlivost těsnění, zejména pro automobilové klimatizační systémy, chladicí systémy, palivové systémy, těsnění olejových systémů a hydraulické systémy.
V motorovém prostoru automobilů, v klimatizačních systémech, palivových systémech a obvodech převodového oleje jsou těsnicí členy dlouhodobě vystaveny vysokým teplotám, oleji, ozonu a vibracím. HNBR má oproti běžnému NBR lepší tepelnou stálost při stárnutí, odolnost vůči ozonu a mechanickou pevnost a snižuje riziko ztvrdnutí, praskání, opotřebení a úniku O-kroužků. Je vhodný pro O-kroužky v automobilových klimatizačních systémech, těsnění kompresorů, těsnění související s palivem, olejová těsnění, těsnění akčních členů převodovek a těsnění související s elektrickým posilovačem řízení.
O-kroužky v chladicích systémech musí zároveň čelit výzvám spojeným s chladivem, chladicím olejem, cyklickým změnám tlaku a teploty. HNBR má dobrou odolnost vůči oleji a opotřebení a je široce používán v automobilových klimatizačních systémech a části těsnění spojek HVAC/R. Pro systémy s chladivy R134a, R1234yf, R744, oleji PAG, POE a jinými je nutné vybrat odpovídající formulaci HNBR podle skutečného prostředí (média) a teploty, aby bylo dosaženo stabilnější životnosti těsnění.
Poruchy hydraulických systémů často vznikají v důsledku horkého oleje, tlakových pulsací, opotřebení třením a dlouhodobého stlačení. HNBR je ve srovnání s NBR vhodnější pro těžká těsnicí použití, zejména pro čerpadla/ventily, spoje, pomocná těsnění olejových válců, hydraulické hadice a středně až vysoce náročná těsnicí řešení v zařízeních pro stavební stroje.
Základní klíčová slova: HNBR, HNBR O-kroužek, hydrogenovaný akrylonitril-butadiénový kaučuk, tepelně odolný O-kroužek, olejově odolný O-kroužek, ozonově odolný O-kroužek, odolný proti opotřebení O-kroužek, automobilový klimatizační O-kroužek, těsnění pro chladivo, hydraulické těsnění, těsnění palivového systému, automobilové olejové těsnění.
Proč jsou O-kroužky z HNBR vhodné pro automobilové klimatizace, chladiva a hydraulické systémy?
Ve srovnání s obecným NBR nabízí HNBR vyváženější vlastnosti z hlediska odolnosti vůči teplu, oleji, ozónu a opotřebení a je běžným středně až vysoce kvalitním těsnicím materiálem v automobilovém a chladicím průmyslu.
Výhody HNBR jsou velmi zřejmé, avšak při výběru je nutné ověřit následující podmínky:
Za prvé, potvrďte prostředí (prostředí, se kterým materiál přichází do kontaktu): minerální olej, palivo, nafta, chladicí olej, PAG, POE, chladivo, hydraulický olej nebo jiná chemická prostředí.
Za druhé, potvrďte teplotu: dlouhodobou teplotu a krátkodobou špičkovou teplotu nelze posuzovat pouze na základě teoretického rozsahu.
Za třetí, potvrďte tlak a dynamické podmínky: při vysokém tlaku, reciprokém, rotačním nebo vibrací provozních podmínkách je třeba zohlednit tvrdost, odolnost proti opotřebení a návrh odolný proti extruzi.
Za čtvrté, potvrďte požadavky na nízkou teplotu: hNBR s vysokým obsahem ACN má vyšší odolnost vůči olejům, avšak jeho pružnost při nízkých teplotách může klesnout.
Páté: potvrďte, zda je nutná výměna materiálu FKM: Cena HNBR je obvykle nižší než cena FKM, avšak v případě silné korozivity, aromatických vysokooktanových paliv nebo extrémně vysokých teplot může být stále vhodnější materiál FKM.
NBR je vhodný pro standardní oleje a levné těsnění; HNBR se používá v automobilovém průmyslu, klimatizacích, chladicích zařízeních a hydraulických systémech, kde je vyžadováno těsnění odolné vůči vyšším teplotám, s delší životností a lepší odolností proti ozónu a mechanickému namáhání.