Οδηγός επιλογής O-Ring από νιτρίλιο (NBR) και φθοροάνθρακα (FKM) για συνηθισμένες βιομηχανικές μηχανές

Το καουτσούκ νιτρίλιο (NBR), που είναι εμπορικά γνωστό ως Buna-N, και ο ελαστομερής φθοροάνθρακας (FKM) αποτελούν βασικά υλικά στον τομέα της βιομηχανικής στεγανοποίησης. Η επιλογή τους είναι κρίσιμη για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας και της αποδοτικότητας των μηχανημάτων σε τομείς όπως η κατασκευή, η αυτοκινητοβιομηχανία και οι βαριές μηχανές. Το NBR είναι ένα συνπολυμερές ακρυλονιτριλίου και βουταδιενίου, με την αντοχή του στα λάδια να είναι ανάλογη προς το περιεχόμενο ακρυλονιτριλίου —συνήθως μεταξύ 18% και 50%. Αυτή η δομή του παρέχει εξαιρετική αντίσταση σε πετρελαιοειδείς ελαίους, λιπαντικά, καύσιμα και υδραυλικά υγρά (σύμφωνα με τον καθορισμό ASTM D1418). Το εύρος λειτουργικών θερμοκρασιών του είναι γενικά -40 °°C έως +120 °°C, αν και ειδικά διατυπωμένες βαθμίδες μπορούν να επεκτείνουν αυτό το εύρος. Το NBR προσφέρει επίσης καλή εφελκυστική αντοχή, αντίσταση στην παραμόρφωση υπό συμπίεση και αντίσταση στη φθορά, καθιστώντάς το ένα οικονομικό και πολυσκοπικό υλικό σφράγισης για αντλίες, κυλίνδρους, άξονες βαλβίδων και υδραυλικά συστήματα.

Το FKM, από την άλλη πλευρά, είναι ένα φθορούχο υδρογονάνθρακα πολυμερές. Οι ανώτερες δεσμοί άνθρακα-φθορίου παρέχουν εξαιρετική αντίσταση σε υψηλές θερμοκρασίες (συνεχής λειτουργία έως 200 °°C, σύντομης διάρκειας έως 230 °°C), σε μια ευρεία ποικιλία χημικών ουσιών (συμπεριλαμβανομένων οξέων, καυσίμων και επιθετικών λιπαντικών) καθώς και εξαιρετική αντίσταση στο όζον και την υπεριώδη ακτινοβολία. Συνηθισμένες βαθμίδες FKM περιλαμβάνουν τις A, B, F και GLT, οι οποίες έχουν ειδικά προσαρμοστεί για συγκεκριμένες συμβατότητες με υγρά και ευελαστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Η διαδικασία επιλογής μεταξύ NBR και FKM ακολουθεί ένα δομημένο δέντρο αποφάσεων:

1. Συμβατότητα με μέσα: Συμβουλευτείτε τα διαγράμματα αντοχής σε χημικές ουσίες. Το NBR διογκώνεται σε ορισμένα εστέρα και κετόνες· το FKM είναι γενικά αδρανές έναντι υδρογονανθράκων και πολλών οργανικών ενώσεων, αλλά μπορεί να επηρεαστεί από ζεστό νερό, ατμό και ορισμένες αμίνες.

2. Θερμοκρασιακό προφίλ: Λάβετε υπόψη τόσο τη συνεχή λειτουργική θερμοκρασία όσο και τους θερμικούς κύκλους. Το FKM είναι υποχρεωτικό για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας σε συνεχή βάση.

3. Πίεση και δυναμική δραστηριότητα: Και τα δύο υλικά επιδεικνύουν καλή απόδοση σε στατικές και δυναμικές εφαρμογές, αλλά το FKM παρουσιάζει καλύτερη αντίσταση στην παραμόρφωση υπό συμπίεση σε υψηλές θερμοκρασίες.

4. Τυποποίηση: Πρότυπα όπως το AS568 καθορίζουν τις διαστάσεις, ενώ πρότυπα υλικών όπως το SAE J515 (AS326 για ορισμένες ενώσεις FKM, AS018 για NBR) καθορίζουν τις ιδιότητες των ενώσεων. Ένα κιτ O-ring ταξινομημένο βάσει των αριθμών dash του AS568, που περιλαμβάνει σφραγίδες και από NBR και από FKM, αποτελεί ουσιώδες μέσο συντήρησης.

Στην πράξη, ένα υδραυλικό σύστημα σε μια βιομηχανική εγκατάσταση των ΗΠΑ μπορεί να χρησιμοποιεί σφραγίδες NBR για τα κυκλώματα με ορυκτέλαιο, αλλά να μεταβαίνει σε σφραγίδες FKM για έναν βρόχο μεταφοράς θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας. Στην Ινδία και την Ινδονησία, όπου οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος και η υγρασία είναι υψηλές, τα αρχεία συντήρησης των μηχανημάτων δείχνουν ότι η αναβάθμιση από σφραγίδες NBR σε σφραγίδες FKM σε κρίσιμα μέρη των αντλιών μπορεί να επεκτείνει τα διαστήματα συντήρησης κατά 300%, μειώνοντας σημαντικά το συνολικό κόστος κατοχής παρά την υψηλότερη τιμή μονάδας των σφραγίδων FKM. Η κατάλληλη σχεδίαση της φλάντζας —διασφαλίζοντας επαρκή συμπίεση (συνήθως 15–25%), επαρκή γεμίσματος όγκου και λεία επιφάνεια —είναι εξίσου κρίσιμη με την επιλογή του υλικού για την πρόληψη εξώθησης, δαγκωμάτων ή σπειροειδούς αστοχίας.