راهنمای انتخاب واشرهای O-شکل از جنس نیتریل (NBR) و فلوروکربن (FKM) برای ماشین‌آلات صنعتی رایج

لاستیک نیتریل (NBR)، که به‌صورت تجاری با نام بونا-N شناخته می‌شود، و الاستومر فلوروکربن (FKM)، مواد اولیه‌ای اساسی در حوزه آب‌بندی صنعتی هستند. انتخاب مناسب این مواد برای اطمینان از پایداری و کارایی ماشین‌آلات در بخش‌های مختلفی مانند تولید، خودروسازی و تجهیزات سنگین حیاتی است. NBR یک کوپلیمر از آکریلونیتریل و بوتادی‌ئن است که مقاومت روغنی آن متناسب با درصد محتوای آکریلونیتریل است. —معمولاً از ۱۸٪ تا ۵۰٪ متغیر است. این ساختار به آن مقاومت عالی در برابر روغن‌ها، گریس‌ها، سوخت‌ها و مایعات هیدرولیک مبتنی بر نفت (طبق طبقه‌بندی ASTM D1418) می‌بخشد. محدوده دمایی کاری آن عموماً از ۴۰- درجه سانتی‌گراد شروع می‌شود، °C تا +120 °هرچند درجه‌های خاصی با فرمولاسیون ویژه می‌توانند این محدوده را گسترش دهند. NBR همچنین استحکام کششی خوبی، مقاومت مناسب در برابر تنگ‌شدن دائمی (Compression Set) و مقاومت بالایی در برابر سایش ارائه می‌دهد؛ بنابراین یک واشر همه‌کاره و مقرون‌به‌صرفه برای پمپ‌ها، سیلندرها، میله‌های شیرها و سیستم‌های هیدرولیک محسوب می‌شود.

از سوی دیگر، FKM یک پلیمر هیدروکربن فلوئوردار است. پیوندهای برتر کربن-فلوئور آن مقاومت استثنایی در برابر دماهای بالا (کار مداوم تا ۲۰۰ °درجه سانتی‌گراد و کار کوتاه‌مدت تا ۲۳۰ °درجه سانتی‌گراد)، طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی (از جمله اسیدها، سوخت‌ها و روغن‌های روان‌کار قوی)، و همچنین مقاومت عالی در برابر اوزون و اشعه فرابنفش ارائه می‌دهد. انواع رایج FKM شامل درجه‌های A، B، F و GLT هستند که هر کدام برای سازگاری خاص با مایعات مختلف و انعطاف‌پذیری مناسب در دمای پایین طراحی شده‌اند.

فرآیند انتخاب بین NBR و FKM یک درخت تصمیم‌گیری ساختاریافته است:

۱. سازگاری رسانه‌ها: نمودارهای مقاومت شیمیایی را بررسی کنید. نیتریل بوتادین (NBR) در برخی استرها و کتون‌ها متورم می‌شود؛ در مقابل، فلوروالاستومر (FKM) عموماً نسبت به هیدروکربن‌ها و بسیاری از ترکیبات آلی بی‌اثر است، اما ممکن است در برابر آب داغ، بخار و برخی آمین‌ها تخریب شود.

۲. پروفایل دما: هم دمای کار پیوسته و هم چرخه‌های حرارتی را در نظر بگیرید. استفاده از فلوروالاستومر (FKM) برای کاربردهای با دمای بالا و طولانی‌مدت اجباری است.

۳. فشار و فعالیت دینامیکی: هر دو در نقش‌های استاتیک و دینامیک عملکرد خوبی دارند، اما فلوروالاستومر (FKM) مقاومت بهتری در برابر تنیدگی (Compression Set) در دماهای بالا از خود نشان می‌دهد.

۴. استانداردسازی: استانداردهایی مانند AS568 اندازه‌ها را تعریف می‌کنند، در حالی که استانداردهای مواد مانند SAE J515 (AS326 برای برخی ترکیبات FKM و AS018 برای NBR) ویژگی‌های ترکیبی را مشخص می‌کنند. مجموعه‌ای از واشرهای O-شکل که بر اساس اعداد خط‌چین (Dash Number) استاندارد AS568 سازمان‌دهی شده و حاوی واشرهای NBR و FKM است، یک دارایی ضروری برای نگهداری محسوب می‌شود.

در عمل، یک سیستم هیدرولیک در یک کارخانه تولیدی واقع در ایالات متحده ممکن است از واشرهای NBR برای مدارهای روغن معدنی خود استفاده کند، اما برای حلقه مایع انتقال حرارت با دمای بالا به واشرهای FKM تغییر دهد. در هند و اندونزی، جایی که دمای محیط و رطوبت بالا هستند، سوابق نگهداری تجهیزات نشان می‌دهند که ارتقای واشرهای پمپ‌های حیاتی از NBR به FKM می‌تواند فواصل خدمات‌رسانی را تا ۳۰۰٪ افزایش دهد و این امر، علیرغم قیمت بالاتر واحدی FKM، هزینه کل مالکیت را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. طراحی مناسب شیار نگهدارنده —تأمین فشار کافی (معمولاً ۱۵ تا ۲۵ درصد)، پرکردن حجم مناسب و ایجاد سطحی صاف —به اندازه انتخاب مواد برای جلوگیری از بیرون‌زدگی، جویدن لبه‌ها یا شکست اسپیرالی حیاتی است.