FEP/PFA-indkapslet O-ringer er mere velegnede til scenarier, hvor mediet er meget korrosivt, men tætningen stadig kræver elastisk kompensation; faste PTFE-O-ringe er mere velegnede til scenarier med kun statisk tætning, nem installation i sporet, kontrollerbar kompressionskraft og prioritering af ekstrem kemisk modstandsdygtighed og renhed. Ingen af dem er en fuldstændig erstatning for almindelige gummiringe O-ring , og især bør de ikke bruges til dynamiske tætninger med høj frekvens, slibende slurry eller scenarier, der kræver stor strækning ved installation.

1. Vigtig forskel: Den ene er en "sammensat elastisk tætning", den anden er en "plastisk statisk tætning"

FEP/PFA-omsluttede O-ringe består normalt af en ydre FEP- eller PFA-fluorplastikomslutningslag samt en indre elastisk kerne af VMQ-silicone eller FKM-fluor-gummi. Den ydre hud giver kemisk modstandsdygtighed på niveau med PTFE, mens den elastiske indre kerne sikrer kompressionsrestitution og forspænding til tætning; branchens data definerer tydeligt, at omslutningslaget leverer kompressionsrestitution og forspænding til tætning, at det ydre lag er kemisk modstandsdygtigt og at den indre kerne fungerer som et statisk tætningsmiddel uden svejtesøm.

Massiv PTFE-O-ring er fremstillet helt i PTFE-materiale, som i sig selv er kemisk modstandsdygtigt og har god renhed, men det er ikke en gummielastomer og mangler derfor evnen til elastisk restitution, hvilket hovedsageligt gør det egnet til statisk akseltætning, flangetætning eller i konstruktioner, hvor mangel på elastisk restitution kan håndteres som en kontrollerbar begrænsning – forudsat at der lægges særlig vægt på design og montering.

Derfor bør man, når kunden spørger "hvad er bedst af en indkapslet O-ring og en massiv PTFE O-ring", ikke svare direkte på, hvad der er bedst, men først afgøre: Har denne position brug for elastisk kompensation? Er monteringspladsen tilstrækkelig? Er mediet korrosivt eller slidende? Er der behov for hyppig demontering/montering?

2. I hvilke scenarier er FEP/PFA-indkapslede O-ringe velegnede?

2.1 Kemisk aggressive medier, men hvor O-ringen stadig skal kunne genoprette sig

Dette er den klassiske anvendelse af indkapslede O-ringe. Mange kemiske medier får NBR-, EPDM- og FKM-materiale til at svulme, hærde, opløse eller blive permanent deformerede under tryk; men ved direkte brug af massive PTFE O-ringe kan manglende genoprettelse føre til utætheder i senere faser, utætheder ved termisk cyklus eller ustabil montering. Den indkapslede O-ring ligger præcis mellem disse to muligheder: yderlaget isolerer mod korrosion, opløsningsmidler og rengøringsvæsker, mens det indre lag af VMQ eller FKM fortsat sikrer elastisk tætning.

Passende positioner inkluderer: kemiske rørflanger, reaktionsbeholdertæpper, filterhuse, pumpekroppe statiske tætninger, ventillegemeforbindelser, betragtningsvinduer, endekapper, patronforbindelser, prøvetagningsporte og instrumentporte osv.

2.2 Føde-, farmaceutisk og biologisk procesmiljøer, der kræver rene kontaktflader

FEP/PFA-omslutningslagets overflade er ren, har lav tilhæftning og lav friktion, og materialet selv er egnet til hygiejne- og desinfektionsrelaterede medicinske anvendelser. Leverandørens data placerer også omsluttede O-ringe i anvendelse inden for kemisk, farmaceutisk og fødevareindustri samt andre industrier; årsagen er dets kemiske kompatibilitet, fysiologiske sikkerhed og lavere gennemtrængelighed.

Typiske anvendelser inkluderer: CIP/SIP-rensesystemer, farmaceutiske rørsystemer, føde- og drikkevarer-ventiler, sanitære fittings, filtre, fyldningsudstyr, prøvetagningsventiler og lignende tætninger.

2.3 Statisk tætning inden for ventilindustrien – ikke højfrekvente dynamiske ventilstammetætninger

I ventilindustrien er FEP/PFA-omsluttede O-ringe velegnede til ventildæksler, ventilforbindelser, endekapsler, ventillegemeflanger, aktuatorgrænseflader og lignende statiske eller lavfrekvente dynamiske tætninger. Leverandørens data placerer i vid udstrækning omsluttede O-ringe som primært anvendt til aksial eller radial statisk tætning.

Men de er ikke velegnede til direkte at fungere som højfrekvente reciprokerende ventilstangtætninger, roterende akseltætninger eller dynamiske tætninger til partikulære medier. Årsagen er, at den ydre FEP/PFA-beskyttelse er korrosionsbestandig, men relativt tynd; dynamisk friktion, skarpe kanter, strækning, torsion, slibning og aftryk fra formen kan alle beskadige den omsluttede lag.

2.4 Scenarier, der kræver bedre tætningskompensation end fast PTFE

Hvis en tætningsflade har små maskinbearbejdningsfejl, temperatursvingninger, tryksvingninger, start under lavt tryk, gentagne demontering eller utilstrækkelig genopretning af fast PTFE, kan det blive et risikopunkt. I sådanne tilfælde er den indkapslede O-ring – fordi den indeholder elasticitet – normalt bedre end stand til at opretholde kontaktspænding end fast PTFE. Leverandørens data peger også på, at den indkapslede konstruktioners yderste lag fungerer som beskyttelse, mens den indre kerne leverer kompression, genopretning og tætningskraft.

I disse anvendelser opfattes den indkapslede O-ring ofte af kunderne som en »kompromisløsning, der er mere kemisk bestandig end gummivare og mere elastisk end PTFE«.

3. Hvordan vælger man FEP-indkapsling eller PFA-indkapsling?

FEP-indkapsling er normalt en mere almindelig og mere økonomisk løsning, der anvendes i de fleste konventionelle kemiske, fødevare- og farmaceutiske statiske tætninger. FEP-materialets kontinuerlige brugstemperatur har typisk en øvre grænse på ca. 205 °C; denne grænse varierer dog mellem forskellige producenter samt afhængigt af konstruktion og kerne.

PFA-indkapsling er egnet til scenarier med højere temperatur, strengere rengøring og mere markant termisk cyklus, hvor der kræves en højere revbestandighed; leverandørdata fremhæver normalt, at PFA har bedre mekanisk styrke og bedre modstandsdygtighed mod revnedannelse, og at driftstemperaturen kan nå op til 260 °C.

Simpel vurdering:

4. Hvad er VMQ-elastisk kern og FKM-elastisk kern egnet til?

VMQ-silikonekernen er blød, kræver lav kompressionskraft og har god blødhed ved lave temperaturer; den er derfor velegnet til lavtryksanvendelser samt til fødevarer, farmaceutiske produkter og rengøringsrum-udstyr. Den kan også anvendes ved mere skrøbelige monteringskonstruktioner af glas eller plast. Både massiv og hul silikonekern er almindelige; den hule silikonekern har en lavere kompression og er derfor velegnet til konstruktioner med begrænset plads eller hvor tætningen er særligt følsom.

FKM-fluorelastomerkernen har typisk bedre ydeevne ved permanent deformation ved kompression, er mere modstandsdygtig over for olie, brændstof, visse opløsningsmidler og langvarig statisk tætning ved høje temperaturer. Nogle data indikerer også, at hvis omgivelseslaget beskadiges, kan FKM-kernen bedre modstå kemisk angreb.

Men det skal understreges: Den indkapslede O-ring’s kemiske modstandsdygtighed stammer primært fra den ydre FEP/PFA, og man må ikke antage, at den indre kerne kan komme i langvarig direkte kontakt med mediet.

5. I hvilke scenarier er faste PTFE-O-ringe velegnede?

5.1 Kun statisk tætning, og rillen er nem at montere i

Faste PTFE-O-ringe er mest velegnede til endeflader, flanger, betragtningsvinduer, inspektionsportte, rørforbindelser og lignende statiske tætningspositioner. Trelleborg placerer PTFE-O-ringe i forbindelse med aksiale statiske eller flangetypeapplikationer; karakteristisk er deres næsten universelle kemiske modstandsdygtighed og højtemperaturbestandighed samt mulighed for præcisionsbearbejdning.

Med andre ord ligner faste PTFE-O-ringe mere en cirkulær PTFE-tætning end en traditionel gummibaseret O-ring; de kræver kun en rilleåbning, komprimerbarhed og en plan tætningsflade – ingen behov for stor strækning ved montering – og kan derved udnytte deres fremragende korrosionsbestandighed og renhed optimalt.

5.2 Mediet er ekstremt korrosivt, og man ønsker ingen gummikerne

Nogle kunder ønsker ikke, at deres tætningsdel indeholder nogen gummibestanddele, eller er bekymrede for gummiafledning, forurening, opløsning, aldring eller gennemtrængning af medier, der angriber den indre kerne. I sådanne tilfælde er faste PTFE-ringtætninger mere velegnede. PTFE-ringtætninger anvendes ofte, hvor elastomeren fuldstændigt ikke opfylder kravene til kemisk eller termisk stabilitet i driftsforholdene og er bredt anvendt inden for kemisk industri, petrokemisk industri, medicinsk udstyr samt fødevareindustrien.

Typiske anvendelser omfatter: rørledninger til stærke syrer og baser, løsningsmiddelsystemer, kemisk udstyr af høj renhed, laboratorieinstallationer, vådprocesudstyr til halvledere samt statisk pakningsafsegling til fødevare- og farmaceutisk udstyr.

5.3 Særlige dimensioner, små serier, behov for maskinbearbejdning og hurtig levering

Fast PTFE-O-ringe kan normalt fremstilles ved maskinbearbejdning og er ikke nødvendigvis afhængige af gummiforme, hvilket gør specielle dimensioner, ikke-standard tværsnit og små serier mere fleksible. Data viser også, at PTFE-O-ringe kan leveres i specielle dimensioner via mekanisk bearbejdning.

Dette er meget værdifuldt for reservedele til vedligeholdelse, udskiftning af ældre udstyr, ikke-standard flanger, særlige specifikationer og lokaliseret udskiftning af importerede udstyr.

6. Hovedrisici ved faste PTFE-O-ringe

6.1 Utilstrækkelig genopretningsevne

PTFE har ikke den elastiske genopretningsevne, som gummielastomere besidder; data peger eksplicit på, at den elastiske genopretningsevne for PTFE-O-ringe er meget svag, og design af tætnings- og monteringssystemer skal tage dette punkt i betragtning.

Dette betyder: Når tætningsfladen har ridser, utilstrækkelig planhed, termisk udvidelse og krympning, trykvariationer eller bolt-forspændingsnedgang, kan faste PTFE-O-ringe muligvis ikke automatisk kompensere som en gummibaseret O-ring.

6.2 Ikke egnet til dynamiske tætninger med høj frekvens

PTFE har i sig selv lav friktion, men faste PTFE-O-ringe mangler elastisk genstrækning; data viser, at denne utilstrækkelige genstrækning i vidt omfang udelukker dens anvendelse som dynamisk tætning.

Hvis det drejer sig om en ventilstang, et kolvestang, en roterende akse, en cylinderkolve eller lignende dynamiske positioner, bør der i stedet overvejes PTFE-læbe-tætninger, fjederbelastede tætninger, fyldmaterialer, kombinationstætninger eller kompatible materialer frem for direkte anvendelse af faste PTFE-O-ringe.

6.3 Installation og rille kræver mere præcision

Faste PTFE-materialer er ikke velegnede til installation med stor strækning; data anbefaler, at de foretrækkelsesvis anvendes som flangeforbindelses- eller dæksel pakninger, og advarer om, at installation i lukkede riller ofte er mere begrænset, hvor kompressionsmængden normalt kræver streng kontrol.

Derfor anbefales det ikke at anvende faste PTFE-O-ringe i dybe, lukkede riller, hvor de skal tvangsmonteres over gevind eller akselskuldre, og det anbefales ikke at bruge skarpe værktøjer til at løfte dem på plads.

7. Sammenligningstabel mellem de to typer

8. Anbefalinger for brug i industrien

Kemisk industri:

Førstehåndsvalg er FEP/PFA-omsluttede O-ringe til pumpekar, ventiler, filterhuse, reaktionsbeholdere, rørforbindelser og lignende statiske tætningspositioner – især ved driftsforhold med hyppig skift mellem syrer, baser og opløsningsmidler. Hvis udstyrets konstruktion har flade flanger, dæksler eller inspektionsportte, samt åbent installationsrum og tilstrækkelig kompressionskraft, kan faste PTFE-O-ringe anvendes.

Fødevareindustri:

FEP/PFA-omsluttede O-ringe er velegnede til rene overflader, hvor der kræves hygiejne, lav vedhæftning og lav friktion – og hvor materialet stadig skal have elastisk kompensation, f.eks. i patroner, ventiler og filtreringsudstyr. Faste PTFE-O-ringe er velegnede til statiske dæksler, flanger eller scenarier, hvor der ikke ønskes kontakt mellem gummikomponenter og produktet.

Lægemiddelindustrien:

Hvis tætheds pålidelighed kræver elasticitet og rengøring/sterilisering efterfølges af behov for genopretning, vælges normalt en omhufuldt indkapslet O-ring som førstevalg; hvis kunden lægger vægt på ekstremt lav udvaskning, ingen gummikern, høj renhed i kontaktområdet og tætning begrænses til statisk kompression, bør faste PTFE-O-ringe overvejes.

Ventilindustrien:

Ventildæksel, endekappe og statisk tætning ved ventilsædeomkredsen udføres ofte med FEP/PFA-indkapslede O-ringe eller faste PTFE-O-ringe; ventilstang, roterende aksel og positioner med hyppig åbning/lukning bør ikke blot anvende disse to typer O-ringe, men der bør i stedet genovervejes valget af dynamisk tætningsdesign.

9. Udvalgsbedømmelses-hukommelsesregel

Brug denne logik til at kommunikere med kemikundere:

Første spørgsmål: Er der relativ bevægelse?

Ved hyppig reciprokerende eller roterende bevægelse samt slibende partikelfriktion skal både indkapslede O-ringe og faste PTFE-O-ringe anvendes med forsigtighed; prioriter dedikerede dynamiske tætninger.

Andet spørgsmål: Kræves der elastisk kompensation?

Ved tilbagefjedring, lavtryksforsegling, kompensation for termisk cyklus og tolerance over for monteringsfejl er der behov for FEP/PFA-omsluttede O-ring som førstevalg.

Tredje spørgsmål: Sker der kun statisk forsegling på endefladen?

Hvis det drejer sig om en flange, dækselplade, inspektionsport eller en åben rille med tilstrækkelig kompressionskraft, er en massiv PTFE-O-ring anvendelig.

Fjerde spørgsmål: Er temperaturen tæt på eller over 200 °C?

Ved almindelige temperaturer er FEP-omslutning mere økonomisk; ved høje temperaturer, termisk cyklus og strengere rengøringskrav prioriteres PFA-omslutning.

Femte spørgsmål: Vælg VMQ eller FKM til kernen?

Lav kompressionskraft, lav temperatur og rene udstyr kræver VMQ; hvis der lægges vægt på permanent kompressionsdeformation, olieprodukter/opløsningsmidler og langtidsstabilitet, vælges FKM.