
O-rings στα συστήματα ψύξης υφίστανται τρεις επιδράσεις ταυτόχρονα.
Πρώτον, διόγκωση ή εκχύλιση από το μέσο. Μικρά μόρια ψυκτικού εισέρχονται στο δίκτυο του καουτσούκ, προκαλώντας αλλαγές στο βάρος, τον όγκο, τη σκληρότητα, την εφελκυστική αντοχή και την επιμήκυνση· το λάδι ψύξης μπορεί επίσης να εισέλθει στο καουτσούκ και να εκχυλίσει πλαστικοποιητές και πρόσθετα, προκαλώντας το υλικό να μαλακώσει πρώτα και στη συνέχεια να σκληρύνει, ή να συρρικνωθεί μετά τη διακοπή της λειτουργίας του ψυκτικού. Τα δεδομένα της Chemours για το R134a αναφέρουν ρητώς ότι η διόγκωση, η απώλεια πλαστικοποιητών και οι αλλαγές των μηχανικών ιδιοτήτων δεν πρέπει να αξιολογούνται με βάση ένα μόνο ψυκτικό, καθώς καμία μεμονωμένη οικογένεια καουτσούκ δεν καλύπτει όλα τα εναλλακτικά ψυκτικά.
Δεύτερον, κακή αντοχή σε θερμικές κυκλικές μεταβολές, χαμηλή ανάκαμψη σε χαμηλές θερμοκρασίες και αποτυχία λόγω συμπίεσης. Οι εφαρμογές σε χαμηλές θερμοκρασίες, όπως στον εξατμιστή και στην πλευρά αναρρόφησης, απαιτούν χαμηλή συμπίεση· οι εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως στον συμπιεστή, στην πλευρά εκκένωσης και στις αντλίες θερμότητας, απαιτούν επίσης χαμηλή συμπίεση. Το βαθμό στον οποίο Δαχτυλίδι O η μακροχρόνια συμπίεση δεν επιτρέπει τη βασική ανάκτηση της δύναμης σφράγισης· όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο πιο εύκολα χάνεται η δύναμη σφράγισης.
Τρίτον, κίνδυνος από κύκλους πίεσης και γρήγορη απόπιεση. Τα συστήματα HFC/HFO επικεντρώνονται κυρίως στη διαλυτότητα, τη διάχυση και την παραμονή συμπίεσης· τα συστήματα CO₂/R744 πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη τη ζημιά από γρήγορη απόπιεση — τα μόρια CO₂ εισέρχονται στο καουτσούκ υπό υψηλή πίεση, και η γρήγορη απόπιεση μπορεί να προκαλέσει εσωτερική φουσκάλωση, ραγίσματα ή ακόμα και έκρηξη του O-ring.
Το R134a συνδυάζεται συνήθως με λάδι PAG στα αυτοκίνητα ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ και με λάδι POE σε ψυγεία, συμπιεστές και εξοπλισμό μερικής φόρτισης. Για τους δακτυλίους O, το υλικό πρέπει να επαληθευτεί από κοινού ως προς το ψυκτικό HFC, το λάδι PAG/POE, τη θερμική ηλικία, την παραμόρφωση συμπίεσης και την απώλεια κατά την εγκατάσταση. Τα δεδομένα της Chemours δείχνουν ότι η συμβατότητα του R134a με ελαστομερή, μέταλλα και καουτσούκ απαιτεί επαλήθευση ειδική για κάθε έργο· η διαλυτότητα λαδιού POE για το HFC-134a καθορίζεται συνήθως από τον κατασκευαστή συμπιεστή ή εξοπλισμού μέσω δοκιμών.
Προτεινόμενες εφαρμογές:
Σενάριο |
Αγαπημένο υλικό |
Εξηγήσεις |
Συνδέσεις αυτοκινητικού ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ, συνδετήρες πίεσης, θύρες φόρτισης |
HNBR 70A/80A |
Ισορροπημένη αντοχή στο λάδι, θερμική ηλικία, μηχανική αντοχή και παραμόρφωση συμπίεσης |
Περίβλημα συμπιεστή, βαλβίδα ελέγχου, πλευρά υψηλής πίεσης |
HNBR 80A/90A ή ειδικό FKM, όταν απαιτείται |
Επικεντρώνεται στην αντίσταση στην εκτόπιση, τη θερμική ηλικία και τη μακροχρόνια συμπίεση |
Πλευρά χαμηλής πίεσης χαμηλής θερμοκρασίας, λειτουργία αντλίας θερμότητας σε χαμηλές θερμοκρασίες |
HNBR χαμηλής θερμοκρασίας, EPDM, τύπου F ή VMQ, απαιτείται επαλήθευση |
Χρειάζεται επαλήθευση η ανάκαμψη και η διαρροή συμπίεσης σε χαμηλές θερμοκρασίες |
Παλιότυπος εξοπλισμός ψύξης· χρειάζεται επαλήθευση τα CR, HNBR και NBR |
Το CR έχει χρησιμοποιηθεί παραδοσιακά με ψυκτικό R134a ή R22, αλλά το εύρος θερμοκρασιών του είναι περιορισμένο |
|
Σε Πάρκερ στο Εγχειρίδιο O-Ring της 's, οι συνθέσεις CR χαρακτηρίζονται ως συνηθισμένες για ψυκτικά R134a ή R22 και παρόμοια, με τυπικό στατικό εύρος θερμοκρασιών από −40 έως 100 °C· το εύρος θερμοκρασιών του HNBR είναι συχνά από −35 έως 150 °C· οι τυπικές βαθμίδες NBR κυμαίνονται κυρίως από −35 έως 100 °C· το EPDM είναι συνήθως από −50 έως 150 °C. Αυτή η θερμοκρασιακή στρωμάτωση εξηγεί το εξής: το NBR μπορεί να είναι φθηνό, αλλά σε μακροπρόθεσμες αυτοκινητικές εφαρμογές κλιματισμού υψηλής θερμοκρασίας, παρουσία οξυγόνου και απαιτήσεις σε συμπίεση, δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως προεπιλεγμένη επιλογή.
Το R1234yf είναι ένα ψυκτικό HFO και έχει καθιερωθεί ως σημαντική εναλλακτική λύση για τα συστήματα κλιματισμού αυτοκινήτων. Τα στοιχεία της Chemours αναφέρουν το Opteon YF ως R-1234yf/HFO-1234yf· ταξινομείται ως A2L σύμφωνα με τις ασφαλειακές κατηγορίες ASHRAE και ISO 817· παρουσιάζει παρόμοιες επιδόσεις και λειτουργικά χαρακτηριστικά με το R134a, αλλά πρέπει να χρησιμοποιείται ειδικά σχεδιασμένο λάδι PAG ή POE για το R1234yf, και δεν μπορεί να θεωρηθεί απλή εναλλακτική λύση για μετατροπή.
Όσον αφορά τη συμβατότητα με υλικά, τα δεδομένα της Chemours από δοκιμές συμβατότητας ελαστομερών με σταθερή παραμόρφωση σε θερμοκρασία 100°C επί δύο εβδομάδες, σε σύγκριση των R1234yf και R134a, έδειξαν ότι το HNBR παρουσίασε μεγαλύτερη μεταβολή βάρους κατά την έμβαπτη σε R134a, ενώ η μεταβολή βάρους ήταν μικρότερη με το HFO-1234yf· η μεταβολή βάρους του EPDM ήταν σαφώς υψηλότερη από αυτή των υλικών HNBR, NBR, EPDM και CR. Το Viton® απέδειξε τη μεγαλύτερη αντοχή, ωστόσο τα υλικά από διαφορετικούς κατασκευαστές και διαφορετικές διαδικασίες παραγωγής μπορούν να δώσουν διαφορετικά αποτελέσματα, επομένως θα πρέπει να παρέχονται από τους προμηθευτές υλικών.
Προτάσεις Επιλογής:
Θέση |
Συστευμένος Υλικό |
Βασικό Σημείο |
Δακτύλιοι στεγανότητας O-ring για σύνδεσμους σωλήνων κλιματισμού αυτοκινήτων με R1234yf |
HNBR 70A/80A |
Προτεραιότητα επαλήθευσης με R1234yf και καθορισμένο λάδι PAG |
Ηλεκτρικοί συμπιεστές οχημάτων νέας ενέργειας |
HNBR, EPDM, ειδικό FKM, απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στο μονωτικό λάδι |
Συμβατό με PAG/POE σε πραγματικές δοκιμές, υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, τιμή οξύτητας και επίδραση μεταλλικής κατάλυσης |
Χαμηλοθερμοκρασιακός κλάδος της αντλίας θερμότητας |
HNBR, EPDM, FVMQ για χαμηλές θερμοκρασίες, απαιτείται επαλήθευση |
Η σκληρότητα ανάκαμψης σε χαμηλές θερμοκρασίες απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή |
Εξαρτήματα βαλβίδων υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης |
HNBR 80A/90A ή επαληθευμένο FKM |
Τονίζεται η αντίσταση στην παραμόνιμη παραμόρφωση και η αντίσταση στην εξώθηση |
Σημείωση: το σύστημα R134a δεν μπορεί απλώς να μετατραπεί σε R1234yf, ούτε το R1234yf μπορεί να αναμιχθεί με R134a. Η Chemours δηλώνει ρητά ότι το σύστημα R1234yf διαθέτει μοναδικά εξαρτήματα· η ανάμιξη ψυκτικών ανήκει στην κατηγορία της διασταύρωσης μόλυνσης, ενώ τα συστατικά του συστήματος έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένο ψυκτικό.
Οι αντλίες θερμότητας και ο εξοπλισμός εμπορικού ψυχροθαλάμου χρησιμοποιούν συνήθως ψυκτικά μέσα HFC, HFO ή μείγματα HFC/HFO, με προϊόντα που χρησιμοποιούν κυρίως λιπαντικά POE, PVE ή ειδικά μείγματα λιπαντικών. Εδώ, τα συμπεράσματα για τα υλικά R134a ή R1234yf δεν μπορούν να εφαρμοστούν απευθείας σε συστήματα R410A, R32, R454B, R513A, R1234ze και παρόμοια, επειδή η πολωτικότητα, η τάση ατμών, η θερμοκρασία λειτουργίας, η διαλυτότητα του λιπαντικού στο ψυκτικό μέσο και τα πακέτα πρόσθετων είναι όλα διαφορετικά.
Αρχική λογική επιλογής:
Σύστημα |
Υποψήφια υλικά |
Σημεία κινδύνου |
HFC + POE |
HNBR, EPDM, CR, ειδικό FKM |
Το POE απορροφά εύκολα υγρασία, οδηγώντας σε αύξηση της οξύτητας, που μπορεί να επηρεάσει το καουτσούκ και το μέταλλο |
HFO + POE/PAG |
HNBR, EPDM, ειδικό FKM |
Το HFO, το λιπαντικό, το μέταλλο και το υλικό σφράγισης πρέπει να υποβληθούν σε ανεξάρτητες δοκιμές σταθερότητας |
Αντλία θερμότητας A2L ψυκτικό |
HNBR, EPDM, FKM· απαιτείται επαλήθευση για υψηλότερο εύρος θερμοκρασιών, υψηλότερη πίεση, διαχείριση εύφλεκτων ουσιών και αυστηρότερες απαιτήσεις σχετικά με διαρροές |
|
Εξοπλισμός ψύξης χαμηλής θερμοκρασίας |
HNBR, EPDM, FVMQ· ανάκαμψη σε χαμηλές θερμοκρασίες, εύθραυστος, θερμική κύκλωση μετά από διαρροή |
|
Ο σκοπός του προτύπου ASHRAE 97 είναι να αξιολογηθεί η συμβατότητα των υλικών σφράγισης με τα υλικά των συστημάτων ψύξης μέσω δοκιμής σε σφραγισμένο γυάλινο σωλήνα· ο σωλήνας περιέχει ψυκτικό, λιπαντικό και δοκιμαζόμενα υλικά σφραγισμένα σε γυάλινο σωλήνα, ο οποίος συνήθως ανοίγεται μετά από γήρανση για ποιοτική ή ποσοτική ανάλυση, προκειμένου να κριθεί η συμβατότητα ή η χημική σταθερότητα.
Το CO₂/R744 αποτελεί μία άλλη κατηγορία προβλήματος. Η χημική του διαβρωτικότητα δεν είναι αναγκαστικά ισχυρή, αλλά ο κίνδυνος λόγω υψηλής πίεσης, διαπερατότητας και εκρηκτικής απόσυνθεσης είναι πολύ υψηλός. Τα δεδομένα της Parker για υλικά σφράγισης συστημάτων Κ/Θ με CO₂ αναφέρουν ότι η λειτουργική πίεση του συστήματος R744 είναι σημαντικά υψηλότερη σε σύγκριση με την R134a· η λειτουργική πίεση του R744 μπορεί να φτάσει τα 150–160 bar και η θερμοκρασία μέχρι 180°C· η επιλογή ελαστικών υλικών σφράγισης πρέπει να επικεντρωθεί στην αντοχή στην εκρηκτική απόσυνθεση.
Τα υλικά που αναφέρει η Parker για την επιλογή σφραγίσεων Κ/Θ με CO₂ περιλαμβάνουν EPDM, FKM, HNBR και EPDM/BIIR, και τονίζει ότι αυτά τα υλικά πρέπει να έχουν εύρος θερμοκρασιών από −55 έως +200°C, να είναι συμβατά με λιπαντικά PAG/PAO/POE, να παρουσιάζουν χαμηλή διαπερατότητα και εξαιρετική αντοχή στην εκρηκτική απόσυνθεση.
Συστάσεις επιλογής R744:
Θέση |
Συνιστώμενο Υλικό/Δομή |
Εστίαση Σχεδιασμού |
Στατική σύνδεση, σύνδεση σωλήνων |
hNBR 90A, EPDM, FKM, ειδική βαθμίδα EPDM/BIIR |
Χαμηλή διαπερατότητα, αντοχή στην εκρηκτική απόσυνθεση, αντοχή στην εκθλίψεις |
Συμπιεστής, βαλβίδα υψηλής πίεσης, ειδική βαθμίδα 90A |
HNBR/FKM/EPDM, απαιτείται επιπλέον δακτύλιος υποστήριξης |
Έλεγχος του κενού εκτόνωσης, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και κύκλους πίεσης |
Γρήγορη σύνδεση, διεπαφή συντήρησης |
Ειδικό υλικό AED/RGD |
Έλεγχος του ρυθμού αποσυμπίεσης, αποφυγή ραγίσματος λόγω γρήγορης διάχυσης CO₂ |
Τμήμα αντλίας θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας |
EPDM χαμηλής θερμοκρασίας ή HNBR χαμηλής θερμοκρασίας |
Επαλήθευση διαρροής λόγω θερμικών κύκλων και χαμηλής θερμοκρασίας |
Το CO₂/R744 δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει συνηθισμένους αυτοκινητικούς δακτυλίους O-ring. Ακόμα και αν το όνομα του υλικού είναι το ίδιο (HNBR ή EPDM), πρέπει να διακρίνεται εάν είναι ειδικό υλικό για R744 με χαμηλή διαπερατότητα και αντίσταση σε εκρηκτική αποσυμπίεση.

Το πλεονέκτημα του HNBR είναι η καλή αντίσταση σε λάδι, σε θερμότητα, η μηχανική αντοχή και η συνδυασμένη απόδοση όσον αφορά την παραμόνιμη παραμόρφωση. Για συστήματα ψυκτικού R134a, R1234yf και λαδιών PAG, POE, το HNBR είναι συνήθως το προτιμώμενο υλικό για O-ring κλιματιστικών αυτοκινήτων, στατικά σφραγίσματα συμπιεστών και σφραγίσματα βαλβίδων ελέγχου. Τα δεδομένα της Parker δείχνουν ότι πολλές βαθμίδες HNBR καλύπτουν εύρος θερμοκρασιών από -35/-40 έως 150°C, ενώ ορισμένες βαθμίδες χαμηλής θερμοκρασίας είναι ειδικά σημασιολογημένες για εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας.
Κατάλληλο για: αυτοκίνητα κλιματιστικά, σωληνώσεις R134a/R1234yf, στατικά σφραγίσματα συμπιεστών, μέρος συστημάτων αντλιών θερμότητας.
Σημείωση: Το περιεχόμενο ACN, ο βαθμός υδρογόνωσης, το σύστημα διασταυρούμενης σύνδεσης και το σύστημα γεμιστικών ουσιών του HNBR επηρεάζουν σημαντικά την ανάκαμψη σε χαμηλές θερμοκρασίες, καθώς και τις μεταβολές στη διόγκωση και στην παραμόνιμη παραμόρφωση.
Η χαμηλής θερμοκρασίας απόδοση του EPDM, η αντοχή του στο όζον και η απόδοση του σε θερμική γήρανση είναι καλές· στη σύγκριση της Chemours μεταξύ R134a/R1234yf, η επιλογή της μεταβολής βάρους για το EPDM είναι σχετικά μικρή. Ωστόσο, το EPDM δεν είναι φυσικά κατάλληλο για όλους τους τύπους λαδιών, ιδιαίτερα για το R744-ειδικό «EPDM ανθεκτικό σε όλα τα PAG/POE/προστιθέμενα ψυκτικά», το οποίο απαιτεί ειδική σύνθεση. Το R744-ειδικό EPDM ή το EPDM/BIIR μπορούν να αποτελέσουν υποψήφια υλικά για υψηλής πίεσης συστήματα CO₂, αλλά πρέπει να αξιολογούνται περιπτωσιακά.
Το πλεονέκτημα του FKM είναι η αντοχή του σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντίσταση στη γήρανση, η χαμηλή διαπερατότητα αερίων και η ευρεία χημική συμβατότητα· τα επίπεδα δεδομένων της Parker που σημειώνονται ως κατάλληλα για υψηλές θερμοκρασίες, ζεστά λάδια, αρωματικούς διαλύτες και ευρείς χημικές περιβάλλοντα, στο δοκιμαστικό της Chemours με σταθερή παραμόρφωση για R1234yf/R134a, έδειξαν ότι η μεταβολή βάρους του Viton® ήταν σαφώς μικρότερη από εκείνη του HNBR, NBR, EPDM, CR και άλλων υλικών.
Επομένως, το FKM στα συστήματα ψύξης πρέπει να αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο μάρκα και επαλήθευση συγκεκριμένων μέσων, και δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως «το FKM είναι υψηλής ποιότητας, άρα εφαρμόζεται σε όλα τα ψυκτικά μέσα».
Το NBR είναι φθηνό, παρουσιάζει καλή αντοχή σε ορυκτέλαιο και ορισμένη σταθερότητα προϊόντος, αλλά η σταθερότητά του στο περιβάλλον — όσον αφορά την αντοχή στη θερμότητα, την αντοχή στο όζον και τη μακροχρόνια συμπίεση — είναι γενικά χειρότερη από το HNBR. Το διάγραμμα της Parker δείχνει ότι η συνηθισμένη θερμοκρασιακή περιοχή για το NBR είναι κυρίως από -35 έως 100°C. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σενάρια όπου επικρατεί ευαισθησία στο κόστος και οι απαιτήσεις θερμοκρασίας και πίεσης είναι χαμηλές, αλλά δεν συνιστάται ως προεπιλεγμένη επιλογή για αυτοκινητικό κλιματισμό με R1234yf, θερμαντικές αντλίες ή περιοχές υψηλής θερμοκρασίας στους συμπιεστές.
Το CR/χλωροπρένη έχει μακρά ιστορία χρήσης σε παραδοσιακά ψυκτικά· ο πίνακας της Parker επίσης αναφέρει το CR ως υλικό που χρησιμοποιείται συχνά με το R134a ή το R22, με το τυπικό ανώτατο όριο θερμοκρασίας του περίπου 100°C. Για τα σύγχρονα συστήματα κλιματισμού αυτοκινήτων και τις αντλίες θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας, το CR συχνά δεν είναι πλέον η προτιμώμενη λύση.
Το πυριτικό καουτσούκ και το φθοροπυριτικό καουτσούκ έχουν χαμηλή ελαστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τα κατάλληλα για ορισμένες στατικές σφραγίδες χαμηλής θερμοκρασίας. Ωστόσο, η μηχανική τους αντοχή, η αντίστασή τους σε διάρρηξη, η διαπερατότητά τους σε αέρια και η αντίστασή τους σε εκτόξευση υπό υψηλή πίεση είναι συνήθως κατώτερη. Όταν χρησιμοποιούνται σε συστήματα ψυκτικών, πρέπει να περιορίζονται σε στατικές σφραγίδες χαμηλής τάσης, και πρέπει να ολοκληρωθεί πλήρης επαλήθευση διαρροής και θερμικών κύκλων.
Η αποτυχία δακτυλίων O-ring σε συστήματα ψύξης συχνά δεν οφείλεται μόνο στο υλικό, αλλά προκύπτει από τη σύνθεση υλικού, αυλάκιου και διαδικασίας.
Περιθώριο διόγκωσης. Το Parker Handbook αναφέρει ότι η στατική διόγκωση του μέσου σφράγισης κατά 25%–30% κατ’ όγκο είναι μερικές φορές ανεκτή, αλλά η διόγκωση του μέσου σφράγισης σε δυναμικές εφαρμογές δεν πρέπει συνήθως να υπερβαίνει το 10%· υπερβολική διόγκωση αυξάνει τον κίνδυνο εκτόπισης όταν η συμπίεση μειωθεί.
Αντί-εκτόπιση. Σε υψηλής πίεσης συστήματα συμπιεστών CO₂/R744, πρέπει να μειωθεί η ελάχιστη απόσταση για εκτόπιση και να χρησιμοποιούνται δακτύλιοι υποστήριξης όπου απαιτείται· η υψηλή πίεση ωθεί τον δακτύλιο O-ring προς την πλευρά χαμηλής πίεσης, προκαλώντας εκτόπιση, ενώ οι δακτύλιοι υποστήριξης μπορούν να μειώσουν αυτόν τον κίνδυνο.
Επιλογή σκληρότητας. η σκληρότητα 70A χρησιμοποιείται συνήθως για γενικές στατικές σφραγίσεις και συνδέσεις σωλήνων αυτοκινήτων για κλιματισμό· η 80A χρησιμοποιείται για υψηλότερη πίεση ή πιο αυστηρές απαιτήσεις σύνδεσης· η 90A χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα CO₂/R744, υψηλής πίεσης συμπιεστές ή όπου απαιτείται αντί-εκτόπιση, αλλά η ανάκαμψη σε χαμηλές θερμοκρασίες και η ικανότητα σφράγισης κατά τη σύνδεση μπορεί να μειωθούν.
Επαλήθευση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Δεν είναι δυνατό να εξετάζεται μόνο η τιμή «-40 °C» στο φύλλο υλικού. Οι αυτοκινητιστικές αντλίες θερμότητας και οι δοκιμές ψύξης σε χαμηλές θερμοκρασίες πρέπει να επαληθεύουν το TR10, την ανάκαμψη συμπίεσης σε χαμηλές θερμοκρασίες, τη διαρροή κατά την εκκίνηση σε κρύο και τη διαρροή λόγω θερμικής κύκλωσης· τη σκλήρυνση του ελαστομερούς σε χαμηλές θερμοκρασίες, την ανεπαρκή συμπίεση, τα οποία προκαλούν ευκολότερα διαρροές κατά τις στιγμές εκκίνησης μετά από στάθμευση σε κρύο.
Επιφάνεια και συναρμολόγηση. Οι δακτύλιοι O-ring στις συνδέσεις σωλήνων συχνά υφίστανται κοπή, στρέβλωση, ξηρή συναρμολόγηση και προβλήματα τριβής κατά την εγκατάσταση. Απαιτείται έλεγχος της κενοτομής, της τραχύτητας επιφάνειας, του λιπαντικού συναρμολόγησης και της απόλυτης συμβατότητας με το ψυκτικό· στα συστήματα R1234yf και CO₂ πρέπει επίσης να αποφεύγονται λιπαντικά που μπορούν να μολύνουν ή να επηρεάζουν την ανίχνευση διαρροών.
Η επιλογή δακτυλίων O-ring για ψυκτικό και λάδι ψύξης συνιστάται να περιλαμβάνει τουλάχιστον τέσσερις κατηγορίες επαλήθευσης:
Στοιχείο Επαλήθευσης |
Σκοπός |
Ενδεικτικό σημείο εστίασης |
ASTM D471 ή ισοδύναμη εμβάπτιση σε λάδι |
Αξιολόγηση της επίδρασης του λιπαντικού ψυκτικού και των πρόσθετων στην ποιότητα, τον όγκο, τη σκληρότητα, την εφελκυστική αντοχή και την αλλαγή επιμήκυνσης του καουτσούκ |
Διόγκωση, συρρίκνωση, σκλήρυνση, ραγάδες, ιζήματα |
Συνδυασμένη γήρανση ψυκτικού και λιπαντικού |
Προσομοίωση του πραγματικού υγρού/αέριου περιβάλλοντος ψυκτικού |
Διάλυση, μαλάκυνση, σκλήρυνση, ιζήματα, αλλαγή υλικού |
Σταθερότητα σφραγισμένου γυάλινου σωλήνα ASHRAE 97 |
Αξιολόγηση της σταθερότητας ψυκτικού, λιπαντικού, μετάλλου και καουτσούκ |
Τιμή οξύτητας, χρώμα, ίζημα, διάβρωση, αλλαγή υλικού |
Δοκιμή θερμικής κύκλωσης/κύκλωσης πίεσης/διαρροής |
Προσομοίωση της ζωής ολόκληρης της μηχανής |
Ρυθμός διαρροής, συντελεστής συμπίεσης, ανάκαμψη σε χαμηλές θερμοκρασίες, παλμική πίεση μετά την εμφάνιση |
Το πρότυπο ASTM D471 καλύπτει την ποιότητα του ελαστομερούς, την αλλαγή όγκου, σκληρότητας, εφελκυστικής αντοχής και επιμήκυνσης μετά από βύθιση σε υγρό και αποτελεί τη βασική μέθοδο για τον έλεγχο συμβατότητας με λάδι ψύξης. Ωστόσο, το ψυκτικό δεν είναι το μόνο σχετικό υγρό, και οι δοκιμές πρέπει να πραγματοποιούνται σε συνθήκες συνύπαρξης πιεσμένου ψυκτικού και λαδιού. Η Trelleborg υπενθυμίζει επίσης ότι οι πίνακες συμβατότητας βασίζονται σε δημόσια δεδομένα και εργαστηριακές δοκιμές, και οι σύντομες δοκιμές σε θερμοκρασία δωματίου δεν μπορούν να αντιπροσωπεύσουν πλήρως τις συνθήκες λειτουργίας στο πεδίο· οι χρήστες πρέπει να επιβεβαιώσουν τα αποτελέσματα μέσω δοκιμών σε πραγματικές εφαρμογές.
Στα υψηλής πίεσης συστήματα CO₂/R744 πρέπει επίσης να προστεθεί η δοκιμή RGD/AED για εκρηκτική αποπίεση. Τα πρότυπα ISO 23936-2 και NORSOK M710 αφορούν την επιβεβαίωση της προσαρμοστικότητας μη μεταλλικών υλικών, όπου το Παράρτημα B του NORSOK M710 είναι ακριβώς η δοκιμή γρήγορης αποπίεσης αερίου, γνωστή επίσης ως δοκιμή εκρηκτικής αποπίεσης.
Δακτύλιοι O-ring για συνδέσμους σωλήνων R134a ή R1234yf, προτεραιότητα αρχή από HNBR 70A/80A· για την πλευρά υψηλής πίεσης και τους συνδέσμους του συμπιεστή μπορεί να εξεταστεί HNBR 80A/90A. Για τις αντλίες θερμότητας οχημάτων νέας ενέργειας και τους ηλεκτρικούς συμπιεστές πρέπει να επιβεβαιωθεί ανεξάρτητα η χρήση λαδιού POE ή ειδικού λαδιού PAG, και δεν πρέπει να βασίζεται απλώς σε εμπειρίες με λάδια PAG για R134a σε οχήματα με καύσιμο.
Η δυσκολία των συστημάτων αντλιών θερμότητας είναι η ευρεία περιοχή κύκλου υψηλών-χαμηλών θερμοκρασιών, που απαιτεί ταυτόχρονη χαμηλοθερμοκρασιακή ανάκαμψη στην πλευρά αναρρόφησης και υψηλοθερμοκρασιακή συμπίεση στην πλευρά εξάτμισης. Συνιστάται να δοθεί προτεραιότητα στην αξιολόγηση χαμηλοθερμοκρασιακών HNBR, EPDM και εμπειρογνωμόνων FKM, όχι απλώς να γίνει επιλογή βάσει συνηθισμένων πινάκων συμβατότητας με μέσα.
Το επίκεντρο των σφραγίσεων συμπιεστών είναι η υψηλής θερμοκρασίας λιπαντική μάζα, η διαλυτότητα στο ψυκτικό, οι παλμοί πίεσης και η μακροχρόνια παραμόρφωση συμπίεσης. Το HNBR είναι μια συνηθισμένη επιλογή· στη ζώνη υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να αξιολογηθούν ειδικά υλικά FKM, αλλά πρέπει να επιβεβαιωθούν σε πραγματική λιπαντική μάζα και ψυκτικό. Οι συμπιεστές CO₂ πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τη λογική σφράγισης υψηλής πίεσης R744.
Να δοθεί προτεραιότητα στο να απαιτηθεί από τον προμηθευτή να παρέχει δεδομένα για ειδική σύνθεση για R744/CO₂, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής σε εκρηκτική αποσυμπίεση, της χαμηλής διαπερατότητας, του κύκλου πίεσης, της αναπήδησης σε χαμηλές θερμοκρασίες και της συμβατότητας με λιπαντικά PAG/POE/PAO. Τα κοινά ονόματα υλικών HNBR, EPDM και FKM δεν αποτελούν επαρκή απόδειξη.
Κατά τη ζήτηση προσφορών από προμηθευτές σφραγιστικών εξαρτημάτων, να παρέχεται τουλάχιστον η ακόλουθη πληροφορία:
Πεδίο |
Παράδειγμα |
Ψυκτικό μέσο |
R134a, R1234yf, R744/CO₂, R410A, R32, R454B, R513A |
Ψυκτικό χορδόλιο |
PAG46, PAG100, POE, PVE, PAO, προτιμάται να αναφέρονται η μάρκα και η βαθμίδα |
Πρόσθετα στη λιπαντική μάζα |
Αντιφθορικό, απορροφητικό οξέων, χρωστικό, δείκτης διαρροής |
Θερμοκρασία |
Χαμηλότερη θερμοκρασία, υψηλότερη συνεχής θερμοκρασία, μέγιστη θερμοκρασία για σύντομο χρονικό διάστημα |
Πίεση |
Εργασιακή πίεση, μέγιστη πίεση, μεταβολή πίεσης, ρυθμός διαρροής |
Τύπος σφραγίδας |
Στατική σφράγιση, δυναμική σφράγιση, σύνδεση σωλήνων, εσωτερικό του συμπιεστή, βαλβίδα |
Απαιτήσεις διάρκειας ζωής |
Έτη, αριθμός κύκλων, αριθμός θερμικών κύκλων, απαιτήσεις ρυθμού διαρροής |
Πρότυπα |
ASTM D471, ASTM D395, ISO 815, ASHRAE 97, ISO 23936/NORSOK M710, κ.λπ. |
Πρώτο λάθος: Εξέταση μόνο του ψυκτικού, όχι του λιπαντικού ψύξης. Τα PAG, POE, PAO και PVE διαφέρουν ως προς τη διόγκωση και τα χαρακτηριστικά σε χαμηλές θερμοκρασίες· το λάδι συχνά καθορίζει τη διόγκωση και τη σκλήρυνση του ελαστομερούς περισσότερο από το ψυκτικό.
Σφάλμα δύο: Άμεση εφαρμογή της εμπειρίας με R134a στο R1234yf. Η απόδοση του R1234yf είναι παρόμοια με αυτήν του R134a, αλλά το σύστημα, το λάδι, οι απαιτήσεις ασφαλείας A2L και η διεπαφή σέρβις είναι όλες διαφορετικές· τα υλικά πρέπει επίσης να επαληθευθούν ανεξάρτητα για συμβατότητα με R1234yf + το καθορισμένο λάδι.
Σφάλμα τρία: Η πεποίθηση ότι το FKM είναι πάντα καλύτερο από το HNBR. Το FKM έχει πλεονεκτήματα σε υψηλές θερμοκρασίες και χαμηλή διαπερατότητα, αλλά σε δοκιμές επιλογής για R134a/R1234yf, η μεταβολή βάρους του Viton® δεν είναι αναγκαστικά η μικρότερη· πρέπει να ελέγχεται η συγκεκριμένη σύνθεση και οι πραγματικές δοκιμές.
Σφάλμα τέσσερα: Επιλογή CO₂/R744 μόνο με βάση τη χημική συμβατότητα. Ο βασικός κίνδυνος του R744 είναι η υψηλή πίεση, η διαπερατότητα, η γρήγορη απόσυρση πίεσης, η αντίσταση σε εκθλίψεις και η αναπήδηση σε χαμηλές θερμοκρασίες· οι συνηθισμένες λίστες συμβατότητας ψυκτικών δεν είναι επαρκείς.
Σφάλμα πέντε: Η αντίληψη ότι το χρώμα αποτελεί απόδειξη υλικού. Πράσινοι δακτύλιοι O εμφανίζονται συχνά σε αυτοκινητικά συστήματα κλιματισμού με HNBR, αλλά το χρώμα δεν αποτελεί απόδειξη υλικού· πρέπει να ελέγχονται η κατηγορία υλικού, η παρτίδα, η σκληρότητα, η έκθεση δοκιμών και η επαλήθευση εφαρμογής.