1. Kuuma vesi: Etusijalla peroksidilla kovennettu EPDM

Kuuman veden käyttöolosuhteiden ydinriski ei ole "kemiallinen korroosio", vaan pitkäaikainen korkealämpöinen puristusmuodonmuutos, kovettuminen, saostumat, vanheneminen ja asennuspaine.

Tavalliselle kylmälle vedelle, kotitalouskuumalle vedelle, säteilylämmitysvedelle, lämmönvaihtimille, juomaveden laitteille, venttiileille, pumppuihin ja vesimittareihin suositeltava etusijajärjestys on yleensä:

Trelleborgin vesi- ja viemärisovelluksissa käytetyissä materiaaleissa EPDM mainitaan kloorin, ammoniakin, kuumen veden ja höyryn kanssa sekä sen soveltuvista sertifiointielimistä, kuten NSF, KTW ja WRAS. EPDM:n heikkoudet on kuitenkin myös mainittava: se ei ole kestävä mineraaliöljylle, polttoöljylle, maakaasupohjaisille voiteluaineille ja useimmille hiilivety-yhdisteille; ERIKS:n EPDM-rajoitusten sisältö mainitsee myös selvästi petroliinin, bensiinin, kerosiinin ja maakaasuöljyn jne.

Käytännön suositus: kuumaa vettä O-sigelit ei pitäisi kirjoittaa pelkästään "EPDM 70." Tarkempi ja sopivampi erityismäärittely on: EPDM 70 Shore A, peroksidikovattu, käytettävissä kuumassa vedessä / juomavedessä, alhainen puristusmuodonmuutos, yhteensopiva NSF 61:n / WRAS:n / KTW:n / FDA 21 CFR 177.2600 -standardien kanssa. FDA 21 CFR 177.2600 koskee toistuvakäyttöisten kumituotteiden käyttöolosuhteita elintarvikkeiden tuotannossa, käsittelyssä, pakkaamisessa ja kuljetuksessa.

2. Ylikuumennettu vesi: EPDM edelleen käytettävissä, mutta laadun tulee olla korkeampi

Ylikuumennettu vesi ei ole tavallista kuumaa vettä.

Sitä tarkoitetaan yleensä nestemäisenä vedenä, joka säilyy paineessa yli 100 °C:n lämpötilassa, esimerkiksi korkealämpötilaisessa steriloinnissa, suljetussa lämmönvaihdossa, elintarvikekoneiden kuumaveden kierrätyksessä, kattiloiden täyttövedessä tai prosessikuuman vedessä. Tässä tilanteessa O-renkaat kohtaavat kolme ongelmaa: ensinnäkin, kun lämpötila ylittää tavallisen EPDM-materiaalin pitkäaikaisen käyttökelpoisuusalueen, puristusmuodonmuutos kiihtyy. Toiseksi vesi saattaa sisältää emästä, fosfaattia, sulfiittia, amiinia tai hapenpoistajaa. Kolmanneksi paineen vaihtelu voi aiheuttaa O-renkaat laajentua ja kutistua toistuvasti lämpölaajenemisen ja -kutistumisen vuoksi, mikä johtaa tiivistepinnan löystymiseen.

Suosituksen logiikka:

IPEX:n kemiallisesti yhteensopivuuden opas huomauttaa myös, että elastomeerien valinta riippuu yhteisesti kemiallisesta koostumuksesta, lämpötilasta ja mekaanisista ominaisuuksista; kimmottamistestien tuloksia ei voida ehdottomasti soveltaa tiivistimen käyttöolosuhteisiin, joissa vaikutus on jatkuvaa mekaanista tai termistä rasitusta, ja yhdistettyjä kemikaaleja sekä todellisia käyttöolosuhteita on edelleen tarkistettava erikseen.

3. Höyry: Etusijalla "höyryluokan, peroksidihardennettu EPDM", älä käytä suoraan tavallista FKM:ää

Höyry on väliaine, joka usein arvioidaan väärin vesijärjestelmissä. Soveltuminen kuumaan veteen ei tarkoita, että aine soveltuisi höyryyn.

Höyry aiheuttaa voimakkaampaa termistä vanhenemista, tilavuuden muutosta, puristusmuodonmuutosta ja nopeaa paineen purkautumista aiheuttavaa vahinkoa. SIP-, elintarvike- ja lääketeollisuuden sterilointi, kattilahöyryn venttiilit ja höyryn tiivisteveden palautuspolut vaativat kaikki erityistä huomiota.

Suositeltava etusija:

Trelleborgin CIP/SIP-testien liittyvä johtopäätös osoittaa: valitut EPDM-materiaalit suoriutuvat erinomaisesti useimmista CIP-nesteistä ja ylikuumennetusta höyrystä, mutta saman peruspolymerin eri koostumukset voivat antaa hyvin erilaisia tuloksia. Tämä tieto viittaa myös siihen, että standardi FKM on herkkä höyryn altistusajalle, kun taas eteenpäin kehitetty FKM kestää korkeampia höyrylämpötiloja ja FFKM suoriutuu parhaiten ja läpäisee korkean lämpötilan höyrytestit äärimmäisimmissä olosuhteissa.

Yleinen väärinkäsitys: monet asiakkaat pitävät FKM:ta korkean lämpötilan kestävänä ja olettavat sen olevan vahvempi kuin EPDM. Tämä arviointi on epätäydellinen. FKM on vahva öljyssä, polttoaineessa, monissa kemikaaleissa ja korkealämpöisessä ilmassa, mutta kuumassa vedessä/höyryssä standardi-FKM ei usein ole ensisijainen vaihtoehto; höyryn tiivistys keskittyy enemmän veden hydrolyysistabiilisuuteen, puristusmuodonmuutokseen ja koostumuksen laatuun, ei yksittäiseen korkeimpaan lämpötilakestävyyteen.

4. Kloorattu vesi, uima-altaan vesi, klooridioksidivesi: käytä "kloorin-/kloramiininkestävää EPDM:ia", älä korvaa tavallisella EPDM:illa

Kloorattu vesi ei ole vakioaine.

Se voi olla vähäkloorista juomavettä, uima-altaan vettä, klooridioksididesinfiointivettä tai korkeakonsentraatiota natriumhypokloriittiliuosta. Eri konsentraatio ja pH vaikuttavat O-renkaiden tuhoutumisvoimaan täysin eri tavoin.

Klooridesinfiointitehokkuus riippuu sen muodosta, pitoisuudesta ja kosketusajasta; hypokloorihappo HOCl on voimakkaampaa kuin hypokloriitti-ioni OCl⁻, ja pH vaikuttaa näiden kahden suhteeseen. Yhdistyneen kuningaskunnan juomaveden tarkastusvirasto huomauttaa, että kloorin muodostumissuhde liittyy yleensä pH-olosuhteisiin, jotka edistävät hypokloorihapon muodostumista. Australian juomaveden ohjeistus toteaa myös, että 25 °C:ssa hypokloorihappo dominoi, kun pH on alle 7,5, ja hypokloriitti-ioni dominoi, kun pH on yli 7,5; desinfiointi on tehokkaampaa alhaisemmassa pH:ssa.

Kloorattujen vesijärjestelmien suositukset:

Trelleborgin Pool Water -EPDM on erityisesti suunniteltu uima-allas-, SPA-, suodatus- ja juomaveden järjestelmiin ja väittää pitkäaikaisesta kloori- ja kloramiiniresistenssistä; tuote on FDA- ja NSF61-sertifioitu ja viittaa ASTM D6284 -kloori- ja kloramiiniresistenssitesteihin. Parker kloramiinitiukkojen tiivistemateriaalien tutkimus osoittaa, että 50 ppm:n kokonaiskloramiiniliuoksessa 70 °C:ssa joitakin NSF-sertifioituja elastomeerejä esiintyy vakavaa rappeutumista ja turpoamista 8 viikon altistumisen jälkeen, kun taas erityisesti kloramiiniresistentteihin muotoiluihin perustuvat materiaalit suoriutuvat huomattavasti paremmin.

Tärkein johtopäätös: uima-allas-, vedenkäsittely- ja juomavedenkäyttäjille suositeltava termi ei ole "EPDM-klooriresistentti", vaan tulee käyttää ilmaisua: kloori/kloramiini-resistenttiä, peroksidikovatettua ja vedeksi sertifioitua EPDM-materiaalia.

5. Natriumhypokloriitti (NaClO): alhaisen pitoisuuden käyttöön soveltuvaa EPDM-materiaalia, korkean pitoisuuden ja/tai korkean lämpötilan tapauksessa vaihdetaan FKM-, FFKM- tai PTFE-materiaaliin

Natriumhypokloriitti on monien desinfiointilaitteiden, CIP-järjestelmien, uima-altaiden ja juomaveden annostelulaitteiden keskeinen käyttöaine. Se ei ole sama kuin "alhainen jäännösklooripitoisuus vedessä" – yksittäinen käyttöolosuhde.

IPEX:n EPDM/FKM-yhteensopivuusasteikko määrittelee arvot seuraavasti: 1 = erinomainen kestävyys, 2 = rajoitettu kestävyys, 3 = ei kestävyys. Sen tiedoissa EPDM-materiaali saa arvon 2 natriumhypokloriitin 12,5 %:n liuoksessa 20 °C:ssa ja 40 °C:ssa; 3 %:n natriumhypokloriitin liuoksessa 20 °C:ssa arvo on 1, 40 °C:ssa 2 ja 60 °C:ssa 3. Samojen tietojen mukaan FKM-materiaali saa arvon 1 sekä 12,5 %:n että 3 %:n natriumhypokloriitin liuoksessa 20 °C:ssa ja 40 °C:ssa, mutta 60 °C:ssa arvo on 2.

Tämä havainnollistaa käytännön ongelmaa: huoneenlämpötilassa alhaisen konsentraation NaClO:n kanssa EPDM voi olla käytettävissä, mutta kun lämpötila tai konsentraatio nousee, tavallisen EPDM:n turvamarginaali laskee nopeasti.

Suosituksen logiikka:

Lisähuomautus: natriumhypokloriitti hajoaa itsestään, ja hajoamisnopeutta vaikuttavat lämpö, valo ja konsentraatio; Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviraston (EPA) tiedot osoittavat, että ilmalle altistunut natriumhypokloriitti hajoaa hitaasti, ja korkea konsentraatio sekä korkea lämpötila nopeuttavat hajoamista; auringonvalo myös kiihdyttää prosessia. Tämä tekee mahdottomaksi arvioida annosjärjestelmän todellista klooripitoisuutta, hypokloriittipitoisuutta, vapaata klooria, liuenneen hapen määrää ja korkean pH:n emäksistä ympäristöä pelkän "NaClO"-arvon perusteella.

6. O3: EPDM kestää otsonia hyvin, mutta korkeakonsentraatioinen otsonivesi/otsonikaasu edellyttää silti huolellista materiaalinvalintaa

EPDM:n klassinen etu on otsonin, UV-säteilyn ja ikääntymisen kestävyys. Trelleborg kuvailee EPDM:ää erinomaisesti kestäväksi lämmölle, otsonille ja ikääntymiselle. Otsonilaitteissa kuitenkin riski riippuu ilmassa olevan otsonin määrästä, otsonikaasusta tai liuenneesta otsonivedestä sekä konsentraatiosta, lämpötilasta, kosteudesta ja vaikutusajasta.

IPEX-tiedot osoittavat, että EPDM:n suorituskyky kyllästetyn otsonivesiä vastaan 20 °C:ssa ja 40 °C:ssa on 1 ja 60 °C:ssa 2; tämä tarkoittaa, että EPDM:ää voidaan käyttää alhaisen lämpötilan otsoniympäristössä, mutta luottamus sen suorituskykyyn heikkenee lämpötilan noustessa. Otsonilaitteiden toimittajien tiedot korostavat myös, että todellinen suorituskyky riippuu ilman kuivuudesta/kosteudesta, vedestä, otsonipitoisuudesta sekä siitä, onko kyseessä erityisesti otsonimuokattu materiaali ja tietty sovellus.

Otsonin käyttöolosuhteita koskevat suositukset:

Absolute Ozone -yrityksen materiaaliyhteensopivuusopas sisältää PTFE/PFA:n, ruostumatonta terästä, PP/PE:tä ja Vitonia; otsonivesiin suositellaan 316-ruostumatonta terästä, PTFE:tä, PTFE/PFA:ta sekä lasia/kvartsiä; vältettävien osien luetteloon kuuluvat muun muassa Kalrez, Kynar, PTFE/PFA ja Viton. Ozcon-yrityksen otsonimateriaaliluettelossa EPDM ja FKM luokitellaan A-luokan materiaaleiksi tyypillisissä vesifaasin ja kaasufaasin otsoniolosuhteissa, ja korostetaan, että soveltuvuusalue on noin 20–30 °C, lähes neutraali pH ja alhainen mekaaninen rasitus – materiaalin koostumuksen ja lämpötilan tulee kuitenkin varmistaa soveltuvuus.

Todellinen myynti-/valintapäätös on seuraava: otsonilaitteita ei voida yksinkertaisesti kuvata sanomalla »EPDM on ehdottomasti hyväksyttävää«. Tarkemmin sanottuna: alhaisen pitoisuuden huoneenlämpöisessä otsonivedessä voidaan käyttää otsoniluokan EPDM-materiaalia; korkean pitoisuuden, korkean kosteuden otsonissa, otsonigeneraattorin ulostulossa tai pitkän käyttöiän vaatimuksissa prioriteetti on FKM-, FFKM-, PTFE/PFA-materiaaleilla.

7. Jäähdytysneste: EPDM-sovellus on yleensä sopiva etyleeniglykoolin/propyleeniglykoolin vesiliuokselle, mutta varo öljyä

Ilmanvaihto-, jäähdytys-, moottorin jäähdytys-, levyt-, pumput ja venttiilit sekä varastointilämpötilan säätöjärjestelmät käyttävät usein etyleeniglykoolia tai propyleeniglykoolia sisältävää jäähdytysnestettä. Tässä yhteydessä merkityksellisin väliaine ei ole "vesi", vaan vesi + glykooli/dihydristen alkoholien + korroosionestoaineen + kivunpoistajan + väriaineen + mahdollisen öljysaasteen sekoitus.

EPDM:llä on etuja kuumaa vettä, höyryä, saostumia, moottorin jäähdytysvettä, happoja ja emäksiä vastaan; ERIKS mainitsee myös EPDM:n soveltuvan kuumalle vedelle/höyrylle, CIP/SIP-järjestelmiin, moottorin jäähdytysvedelle, alkoholeille ja vastaaville väliaineille. Kun kuitenkin jäähdytysjärjestelmiin sekoittuu mineraaliöljyä, voiteluöljyä, kompressorin öljyä tai hiilivetyjä, EPDM turpoaa, pehmenee tai epäonnistuu, koska EPDM ei selvästikään kestä öljyä.

Suositus:

8. Kattilavesi ja höyryn tiukentumisvesi: Ei tavallista kuumaa vettä

Kattilaveden, höyryn tiukentumisveden, täyttöveden ja jäteveden järjestelmissä on usein seuraavia aineita:

Emäksisyyskorjausaine, fosfaatti, sulfiitti, hydrazinikorvaaja, amiini, hapenpoistaja, liuenneutta happiksen, rautahiukkasia ja ajoittaisia korkean lämpötilan vaikutuksia.

Tämän tyyppisen tilanteen suositeltava prioriteettijärjestys on yleensä:

Kattilaveden valinnan keskiössä ei ole pelkästään "vesi", vaan korkea lämpötila + emäksisyys + lisäaineet + paineen vaihtelu. Siksi on selvitettävä seuraavat asiat: korkein lämpötila, tuotetaanko höyryä jatkuvasti, pH-arvo, sisältääkö vesi öljyä ja tapahtuuko tyhjennyspesu.

9. Ruokatuotteiden puhdistus, CIP/SIP ja desinfiointiaineet: valinta perustuu "puhdistusaineiden yhdistelmään", ei yksittäiseen materiaaliin

Yleiset käyttöolosuhteet ruoka-, juoma-, maito- ja lääketeollisuuden puhdistuslaitteissa ovat:

Emäksinen pesu NaOH:lla, happopesu typpihapolla/fosforihapolla, peretikahappo, natriumhypokloriitti, lämpö, höyry, otsonivesi, kuivapesuaine, öljy ja ruokatuotteiden kosketus.

Trelleborgin CIP/SIP-tiedot osoittavat, että CIP-neste ja korkea lämpötila voivat saattaa joitakin elastomeerejä suorituskyvyn äärimmäisyyksiin; jopa sama peruspolymeri voi eri koostumuksissa antaa hyvin erilaisia tuloksia. Sen johtopäätös on: EPDM toimii erinomaisesti useimmissa CIP-nesteissä ja ylikuumentuneessa höyryssä, mutta sitä ei suositella käytettäväksi korvakrasvaisen ruoan ja joitakin elintarvikeluokan voiteluaineiden kanssa; FKM soveltuu paremmin kosmetiikkaan, henkilöhoitoon, öljyihin ja voiteluaineisiin; standardin FKM:n altistumista höyrylle tulisi rajoittaa; FFKM toimii parhaiten kaikkein vaativimmassa testauksessa.

Yksinkertaistettu valinta:

- Kymmenen. Materiaalivalinta-matriisi

11. Hankintaprosessin/suunnittelun teknisten vaatimusten suositukset

Vedenkäsittely-, ilmastointi-, elintarvikkeiden puhdistus-, uima-alueiden ja desinfiointilaitteiden asiakkaille suositellaan O-renkaiden teknisten vaatimusten täydellistä määrittelyä:

Peruskuuma vesi/juomavesi: EPDM-O-rengas, kovuus 70 Shore A, peroksidikovettu, alhainen puristusmuodonmuutos, vastaa NSF 61 / WRAS / KTW / ACS / FDA 21 CFR 177.2600 -vaatimuksia.

Höyry/SIP: EPDM-O-rengas, peroksidikovettu, höyryluokan, kovuus 70–80 Shore A, soveltuu 121–150 °C:n väliseen vaihtuvaiseen höyryyn; puristusmuodonmuutoksen ja käytettävien puhdistusaineiden tulee olla varmistettu.

Uima-alueet/klooriamiinivesi: Korkean kloori- ja klooriamiiniresistenssin omaava EPDM, NSF61/FDA-sertifioitu, ASTM D6284 tai vastaava kloori/klooriamiini-testausdata.

NaClO-annostelulaitteet/desinfiointilaitteet: Alhaisen klori-pitoisuuden omaava huoneenlämpötilassa testattavissa oleva klooriresistentti EPDM; korkean kloripitoisuuden tai korkean lämpötilan tapauksessa etusijalla FKM/FFKM/PTFE-kapseloitu O-rengas.

O3-laitteisto: alhaisen pitoisuuden huoneenlämpöinen O3-vesi arvioitavissa olevalla O3-luokan EPDM-materiaalilla; korkean pitoisuuden O3-kaasu, kostea O3 tai O3-generaattorin ulostulo – etusijalla FKM, FFKM, PTFE/PFA.

12. Kenttävaatimukset, jotka on vahvistettava valinnan yhteydessä

Ennen valintaa vahvistettava ainakin seuraavat kentät:

• Käytettävä aine: kuumavesi, höyry, NaClO, klooriamiini, O3, jäähdytysneste, kattilavesi, sekä mahdollisuus sekoituskäyttöön.
• Lämpötila: jatkuvan käytön lämpötila, huippulämpötila, sterilointilämpötila, lämpöshokkien taajuus.
• Pitoisuus: jäännöskloori ppm, NaClO-prosenttiosuus, O3 ppm tai mg/l, etyleeniglykolisuhteet.
• pH: erityisesti kloorivesi, NaClO ja CIP-happopesu.
• Paine: staattinen vai dynaaminen tiiviste, painepulssien esiintyminen.
• Käytetäänkö juomaveden/ruoan kanssa: NSF, WRAS, KTW, FDA, 3-A, ACS, KIWA jne.
• Sallitaanko öljyä tai voiteluainetta: EPDM:n suurin heikkous, jota usein sivuutetaan.

13. Lopullisen valinnan periaatteet

Vesijärjestelmän O-renkaat eivät ole "yksi EPDM-kumi soveltuu kaikkiin käyttökohteisiin."

Kuumaa vettä / höyryä / jäähdytysnestettä: Peroxidikovutettu EPDM on pääasiallinen materiaali.

Kloorivesiä / klooramiinia: Käytä klooria / klooramiinia kestävää, sertifioitua EPDM-kumia.

Korkeakonsentraatioiden NaClO, otsoni, korkealämpötilainen voimakas hapetus: Siirry käyttämään FKM-, FFKM- tai PTFE-/PFA-materiaaleja.

Öljyjä, rasvoja, hiilivetyjä: Älä käytä EPDM-kumia.

Yhteenveto yhdessä lauseessa: vesijärjestelmän O-renkaiden valinnan ensisijainen kriteeri ei ole "mikä kumi on kestävämpi", vaan sen, voidaanko kokonaistihentymä, saostumat, läpäisy, kontaminaatio ja asennuspinnan laatu pitää hallinnassa tavoiteltavissa pitoisuus- ja lämpötila-oloissa.