1. Miksi jäähdytysaine + jäähdytysöljy lyhentävät O-renkaan elinikää

O-sigelit jäähdytysjärjestelmissä altistuvat kolmelle vaikutukselle samanaikaisesti.

Ensinnäkin väliaineen turpoamiselle tai poistolle. Pienet jäähdytysaineen molekyylit tunkeutuvat kumiverkostoon, mikä aiheuttaa massan, tilavuuden, kovuuden, vetolujuuden ja venymän muutoksia; jäähdytysöljy voi myös tunkeutua kumiin ja poistaa pehmentimiä ja lisäaineita, mikä saa aikaan materiaalin pehmenemisen ja sen jälkeen kovettumisen tai kutistumisen, kun jäähdytysaineen vaikutus loppuu. Chemoursin R134a-tiedot korostavat selvästi, että turpoamista, pehmentimien menetystä ja mekaanisten ominaisuuksien muutoksia ei tule arvioida yhden jäähdytysaineen perusteella, koska mikään yksittäinen kumiperhe ei kattaa kaikkia vaihtoehtoisia jäähdytysaineita.

Toiseksi huono lämpötilan vaihtelujen kestävyys, alhainen kylmäkimmoisuus ja puristusmuodonmuutosvika. Kylmä-, haihdutin- ja imupuolen sovellukset vaativat alhaista puristusmuodonmuutosta; kompressori-, poisto- ja lämpöpumpun korkealämpötilaiset olosuhteet vaativat myös alhaista puristusmuodonmuutosta. Sen määrä, jolla O-renkaat pitkäaikainen puristus ei palautu perustavasti, mittaa tiivistysvoimaa; mitä suurempi arvo, sitä helpommin tiivistysvoima katoaa.

Kolmanneksi paineen vaihteluiden ja nopean puristuksen poiston riski. HFC/HFO-järjestelmät keskittyvät pääasiassa liukoisuuteen, läpäisykykyyn ja puristusmuodon muuttumiseen; CO₂/R744-järjestelmissä on lisäksi kiinnitettävä huomiota nopeaan purkautumiseen liittyvään vaurioon – CO₂-molekyylit tunkeutuvat kumimateriaaliin korkeassa paineessa, ja nopea paineen lasku voi aiheuttaa kumin sisäisen kuplan muodostumista, halkeamia tai jopa O-renkaan räjähtämistä.

2. Materiaalien valinta ensisijaisesti jäähdytysjärjestelmän mukaan

A. R134a / HFC + PAG- tai POE-vuota: Yleisin skenaario auton ilmastointijärjestelmissä ja perinteisessä jäähdytyksessä

R134a-yhdistetään yleensä PAG-vuoalla auton ilmastointijärjestelmissä ja POE-vuoalla jääkaapeissa, kompressoreissa ja osakuormituslaitteissa. O-renkaissa materiaalin yhteensopivuus on varmistettava sekä HFC-jäähdytysaineen, PAG/POE-vuon, lämpöikäntymisen, puristusmuodon muuttumisen ja asennuksen aikana tapahtuvan kulumisen suhteen. Chemoursin tiedot osoittavat, että R134a:n yhteensopivuutta kumin, metallin ja elastomeerien kanssa on tarkistettava projektikohtaisesti; HFC-134a:n POE-vuon liukoisuus määritellään yleensä kompressorin tai laitteen OEM-valmistajan suorittamien testien perusteella.

Suositellut suuntaviivat:

In Parker 's O-renkaan käsikirjassa CR-yhdisteet luokitellaan yleisesti käytetyiksi R134a- tai R22-kylmäaineiden ja niiden kaltaisten kylmäaineiden kanssa; tyypillinen staattinen lämpötila-alue on –40–100 °C; HNBR:n lämpötila-alue on usein –35–150 °C; NBR:n standardiluokkien lämpötila-alue on pääasiassa –35–100 °C; EPDM:n yleinen lämpötila-alue on –50–150 °C. Tämä lämpötilatasaus selittää: NBR voi olla edullinen, mutta pitkäaikaisessa automaali-AC:n korkeassa lämpötilassa, hapessa ja puristusmuodonmuutoksen vaatimuksissa sitä ei tulisi käyttää oletusvalintana.

B. R1234yf / HFO + PAG tai POE: uudet energiakäyttöiset ajoneuvot, henkilöautojen ilmastointijärjestelmät, lämpöpumpujärjestelmät

R1234yf on HFO-jäähdytysaine, ja se on muodostunut tärkeäksi vaihtoehtoiseksi ratkaisuksi auton ilmastointijärjestelmiin. Chemours merkitsee Opteon YF -tuotetta R-1234yf/HFO-1234yf:ksi; se luokitellaan turvallisuusluokkaan A2L ASHRAE:n ja ISO 817 -standardien mukaisesti: sen suorituskyky ja käyttöominaisuudet ovat samankaltaisia kuin R134a:n, mutta siihen on käytettävä erityisesti R1234yf:lle kehitettyjä PAG- tai POE-viisteitä, eikä sitä voida käsitellä yksinkertaisena korvausratkaisuna.

Materiaalinyhteensopivuuden osalta Chemoursin kiinteän venymän elastomeeriyhteensopivuustestien tiedot 100 °C:ssa kahden viikon ajan, joissa verrattiin R1234yf:ää ja R134a:ta, osoittavat, että HNBR:n painonmuutos oli suurempi R134a:ssa, kun taas HFO-1234yf:ssä painonmuutos oli pienempi; EPDM:n painonmuutos oli selvästi suurempi kuin HNBR:n, NBR:n, EPDM:n ja CR-tyyppisten materiaalien. Viton® oli vahvin, mutta eri valmistajien ja valmistusprosessien tuottamat materiaalit voivat antaa erilaisia tuloksia, joten niistä on pyydettävä tietoja materiaalitoimittajilta.

Valintasuositukset:

Huomautus: R134a-järjestelmää ei voida yksinkertaisesti vaihtaa R1234yf-järjestelmään, eikä R1234yf:ää voida sekoittaa R134a:han. Chemours toteaa nimenomaisesti, että R1234yf-järjestelmässä on yksilölliset liitokset; kylmäaineiden sekoittaminen kuuluu ristisaastumiseen, ja järjestelmän komponentit on suunniteltu tiettyä kylmäainetta varten.

C. HFC/HFO-sekoituskylmäaine + POE/PVE: Lämpöpumput, kaupallinen kylmätekniikka, kylmäjärjestelmät

Lämpöpumput ja kaupallisen kylmäteknikan laitteet käyttävät yleisesti HFC-, HFO- tai HFC/HFO-sekoituskylmäaineita, ja tuotteissa käytetään pääasiassa POE-, PVE- tai erikoissekoitusöljyjä. Tässä R134a- tai R1234yf-materiaalipäätelmiä ei voida suoraan soveltaa R410A-, R32-, R454B-, R513A-, R1234ze- ja vastaaviin järjestelmiin, koska polariteetti, höyrynpaine, käyttölämpötila sekä öljyn ja kylmäaineen liukoisuus ja lisäainepaketit poikkeavat.

Alkuperäinen valintalogiikka:

ASHRAE-standardin 97 tarkoituksena on arvioida tiivistysmateriaalien yhteensopivuutta jäähdytysjärjestelmän materiaalien kanssa suljetun lasiputken testausta käyttäen; putkessa on jäähdytysaine, voiteluaine ja testimateriaalit suljettuna lasiputkeen, joka avataan yleensä ikääntymisen jälkeen laadulliseen tai määrälliseen analyysiin, jotta voidaan arvioida yhteensopivuutta tai kemiallista stabiiliutta.

D. CO₂ / R744 + PAG, POE tai PAO: korkeapaineinen lämpöpumppu, kaupallinen jäähdytys, auton lämpöpumppu

CO₂/R744 on toinen ongelmakategoria. Sen kemiallinen syövyys ei välttämättä ole voimakas, mutta paine, läpäisy ja räjähtävän purkautumisen riski ovat erittäin korkeat. Parkerin CO₂-jäähdytysjärjestelmien tiivistemateriaalitietoja koskevat tiedot osoittavat, että R744-järjestelmän käyttöpaine on huomattavasti korkeampi kuin R134a-järjestelmän; R744:n käyttöpaine voi saavuttaa 150–160 barin ja lämpötilan 180 °C:n. Pehmeän tiivistemateriaalin valinnassa on keskitettävä huomiota erityisesti räjähtävän purkautumisen kestävyyteen.

Parker mainitsee samojen CO₂-jäähdytysjärjestelmien tiivistemateriaalien valintaperusteiden yhteydessä EPDM-, FKM-, HNBR- ja EPDM/BIIR-materiaalit ja korostaa, että näiden materiaalien on oltava käytettävissä –55–+200 °C:n lämpötila-alueella, soveltuvia PAG/PAO/POE-moottorivoiteisiin, alhaisen läpäisyn omaavia ja erinomaista räjähtävän purkautumisen kestävyyttä tarjoavia.

R744-valintasuositukset:

CO₂/R744-järjestelmiin ei saa käyttää tavallisia auton ilmastointijärjestelmän O-renkaita. Vaikka materiaalin nimi olisi sama (esim. HNBR tai EPDM), on varmistettava, että kyseessä on R744-järjestelmiin tarkoitettu alahäivytyskykyinen ja räjähtävän puristumisen purkautumista estävä koostumus.

3. Miten materiaalit vertautuvat toisiinsa

HNBR: Pääasiallinen valinta automaali-ilmastointijärjestelmiin

HNBR:n etuna ovat hyvä öljynkestävyys, kuumuudenkestävyys, mekaaninen lujuus ja puristusmuodonmuutos yhdistettynä. R134a-, R1234yf-, PAG- ja POE-öljyjärjestelmissä HNBR on yleensä suositeltava materiaali automaali-ilmastointijärjestelmien O-renkaissa, kompressorin staattisissa tiivistekerroksissa ja ohjausventtiilien tiivistekerroksissa. Parkerin tiedot osoittavat, että useat HNBR-laatut kattavat lämpötilavälillä –35/–40–150 °C, ja joitakin alhaisen lämpötilan luokkia merkitään erityisesti alhaisen lämpötilan käyttötilanteisiin.

Sopii: automaali-ilmastointijärjestelmiin, R134a-/R1234yf-putkistoihin, kompressorin staattiseen tiivistykseen ja osaan lämpöpumpujärjestelmistä.

Huomautus: HNBR:n ACN-pitoisuus, hydrogenerointiasteikko, ristiverkostumisjärjestelmä ja täyteainejärjestelmä vaikuttavat merkittävästi alhaisen lämpötilan kimmoisuuteen sekä turvoutumiseen ja puristusmuodonmuutokseen.

EPDM: Hyvä alhaisen lämpötilan, otsonin ja lämpöikääntymisen kestävyys, mutta öljyn kestävyys on varmistettava

EPDM:n suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa, ozoninkestävyys ja kuumentumisesta aiheutuva vanheneminen ovat hyviä; Chemoursin R134a/R1234yf-vertailussa EPDM:n massan muutos oli suhteellisen pieni. EPDM ei kuitenkaan ole luonnostaan sopiva kaikkiin öljylajeihin, erityisesti R744:lle tarkoitettuun "EPDM, joka kestää kaikkia PAG-/POE-öljyjä ja lisättyjä jäähdytinteitä", vaatii erityistä formulointia. R744:lle tarkoitettu EPDM tai EPDM/BIIR voivat olla ehdokkaita CO₂:n korkeapaineisiin järjestelmiin, mutta niitä on arvioitava tapauskohtaisesti.

FKM: Korkealämpötilakestävä, vähän läpäisevä, mutta ei yleiskäyttöinen materiaali R134a/R1234yf -sovelluksiin

FKM:n etuna ovat korkealämpötilakestävyys, vanhenemisvastus, alhainen kaasun läpäisy ja laaja kemiallinen yhteensopivuus; Parkerin tiedot luokittelevat sen soveltuvaksi korkealämpötilaympäristöihin, kuumiin öljyihin, aromaattisiin liuottimiin ja laajaan kemialliseen ympäristöön, ja Chemoursin R1234yf/R134a -kiinteän venymän elastomeeritestissä Viton®:in massan muutos oli selvästi pienempi kuin HNBR:n, NBR:n, EPDM:n ja CR:n muilla materiaaleilla.

Siksi FKM:n käyttö jääkaappausjärjestelmissä tulisi olla sidottu tiettyyn merkkiin ja tiettyihin kylmäaineisiin, eikä sitä tulisi ymmärtää niin, että "FKM on korkealuokkaista, joten se soveltuu kaikkiin kylmäaineisiin."

NBR: Edullinen, mutta ei suositeltava oletusvalinta pitkäaikaiseen auton ilmastointiin

NBR on edullinen, sillä se kestää hyvin mineraaliöljyä ja tarjoaa jonkin verran tuotteen vakautta, mutta sen ympäristövakaus – erityisesti lämmön, otsonin ja pitkäaikaisen puristusmuodon muodostumisen suhteen – on yleensä heikompi kuin HNBR:n. Parkerin kaavio osoittaa, että NBR:n yleinen lämpötila-alue on pääosin -35–100 °C. Sitä voidaan käyttää kustannustehokkaissa tilanteissa, joissa lämpötila- ja painepiirit ovat alhaiset, mutta sitä ei suositella oletusvalintana R1234yf-kylmäaineeseen perustuvaan auton ilmastointiin, lämpöpumpuihin tai kompressorin korkealämpötilaisiin alueisiin.

CR: Perinteiset kylmäaineet ovat käytettävissä, mutta korkealämpötilakäyttömahdollisuudet ovat rajoitettuja

CR/kloropreeni kumilla on pitkä historia perinteisten jäähdytysaineiden käytössä; Parkerin kaaviossa CR-nimitys on myös usein käytetty R134a tai R22: n kanssa, jonka tyypillinen ylälämpötila on noin 100 °C. Nykyaikaisten autojen AC: n ja korkean lämp

VMQ/FVMQ: Matala lämpötila hyvä, mutta korkea paine ja läpäiseminen tarvitsevat huolenpidon

Silikoninkumi ja fluori-silikoninkumi ovat alhaisessa lämpötilassa heikosti joustavia, joten ne soveltuvat joihinkin alhaisessa lämpötilassa sijaitseviin staattisiin tiivisteisiin. Mutta niiden mekaaninen lujuus, repivyys, kaasun läpäiseminen ja korkean paineen välineet ovat yleensä huonompia. Jos niitä käytetään jäähdytyslaitetta koskevissa järjestelmissä, niiden on rajoituttava vähäjännitteiseen staattiseen tiivistykseen ja niiden on täytettävä vuotojen ja lämpökiertokulkujen täysi tarkistaminen.

4. Suomalainen Suunnittelu ei voi luottaa vain materiaalien korvaamiseen

Jäähdytysjärjestelmän O-ringin vikautuminen ei usein johdu pelkästään materiaalista vaan sen sijaan aineesta, kaistalasta ja prosessista.

- Turvotusrajaa. Parker Handbook mainitsee, että staattisen tiivisteen väliaineen tilavuuden kasvu 25–30 %:lla on joskus siedettävissä, mutta dynaamisen tiivisteen väliaineen tilavuuden kasvu ei yleensä saa ylittää 10 %:a; liiallinen turpoaminen lisää puristuksen vähentyessä puristumisriskiä.

Puristumissuojaa. Korkeapaineiset kompressorit ja CO₂/R744-järjestelmät vaativat puristumisvälin pienentämistä ja tarvittaessa tukirenkaiden käyttöä; korkeapaine työntää O-renkaan alhaisempipaineiseen puristumisväliin, ja tukirenkaat voivat vähentää tätä riskiä.

Kovuuden valinta. 70A-kovuutta käytetään yleisesti staattisiin tiivisteisiin ja auton ilmastointiputkien liitoksiin; 80A-kovuutta käytetään korkeampipaineisissa tai tiukemmissa kokoonpanotilanteissa; 90A-kovuutta käytetään yleisesti CO₂/R744-järjestelmissä, korkeapaineisissa kompressoreissa tai silloin, kun tarvitaan puristumissuojaa, mutta alhaisen lämpötilan kimmoisuus ja kokoonpanotiivistyskyky voivat heikentyä.

Alhaisen lämpötilan varmistus. Ei voi katsoa vain materiaalikortin '-40 °C' -arvoa. Automaaliteollisuuden lämpöpumppujen ja alhaisen lämpötilan jäähdytystestien on varmistettava TR10, alhaisen lämpötilan puristuspalautuminen, kylmäkäynnistysvuotokset ja lämpökytkentävuotokset; alhaisen lämpötilan aiheuttama kumien kovettuminen ja riittämätön puristus aiheuttavat vuotoja helpoiten pysäytetyn ajoneuvon kylmäkäynnistyksen yhteydessä.

Pinta ja kokoonpano. Putkiliitosten O-renkaat kohtaavat usein leikkaus-, kiertymis-, kuivakokoonpano- ja asennuskitkavaikeuksia. Kantaviivojen muoto, pinnan karkeus, kokoonpanolubrikantti ja jäähdytysaineen tiukka yhteensopivuus vaativat valvontaa; R1234yf- ja CO₂-järjestelmissä on myös vältettävä öljypohjaisia tuotteita, jotka voivat saastuttaa tai vaikuttaa vuototunnistukseen.

5. Suositeltava varmistusprosessi

Jäähdytysaineen ja jäähdytysöljyn O-renkaiden valinnassa suositellaan vähintään neljän eri verifikaatioluokan suorittamista:

ASTM D471 kattaa kumimateriaalin laadun, tilavuuden, kovuuden, vetolujuuden ja venymän muutokset nesteeseen upotuksen jälkeen, ja se on perusmenetelmä jäähdytteen öljyn yhteensopivuuden seulonnassa. Jäähdytysaine ei kuitenkaan ole ainoa merkityksellinen neste, ja testaus tulisi suorittaa yhdessä paineistetun jäähdytysaineen ja öljyn yhteisvaikutustestausta varten. Trelleborg muistuttaa myös, että yhteensopivuustaulukot perustuvat julkiseen tietoon ja laboratoriotesteihin, ja lyhytkestoinen huoneenlämpötilassa tehty testaus ei voi täysin edustaa käytännön olosuhteita; käyttäjien tulee varmistaa yhteensopivuus todellisen sovellustestauksen avulla.

CO₂/R744 korkeapainejärjestelmissä tulisi lisätä myös RGD/AED-rynnäkköpurkautumistestaus. ISO 23936-2 ja NORSOK M710 liittyvät ei-metallisten materiaalien pätevyystarkistukseen, joissa NORSOK M710:n liite B on juuri nopea kaasun purkautumistestaus, jota kutsutaan myös rynnäkköpurkautumistestaukseksi.

6. Suosituksia asiakkaille suunnattuun valintaan

Autonvaihduntakustantajat

R134a tai R1234yf putkiyhteyden O-renkaat, etusija HNBR 70A/80A:sta; korkeapaineiset sivupisteet ja kompressoriseokset voivat ottaa huomioon HNBR 80A/90A:n. Uusien energialähteiden lämpöpumppujen ja sähkökompressorien olisi vahvistettava POE- tai erikoistunut PAG-öljy itsenäisesti eikä niiden pitäisi vain tarkistaa polttoaine-ajoneuvon R134a/PAG-kokemuksen perusteella.

Lämpöpumpupyymälät

Lämpöpumppujärjestelmien vaikeus on laaja korkean ja alhaisen lämpötilan syklialue, joka vaatii samanaikaisen alhaisen lämpötilan imus- ja alhaisen lämpötilan palautumis- ja pakokaasun korkean lämpötilan puristussarjan. On suositeltavaa asettaa etusijalle matalatemperatuurisen HNBR:n, EPDM:n ja kokeneen FKM:n arviointi, eikä suositella vain valinta tavallisten mediakompatibilisuustaulukkojen perusteella.

Kompressorikohdat

Puristuslaiteitiöiden keskiössä ovat korkean lämpötilan jäähteenöljy, jäähdytineen liukoisuus, painepulssi ja pitkäaikainen puristusmuodonmuutos. HNBR on yleinen valinta; korkean lämpötilan alueella voidaan arvioida erityisiä FKM-materiaaleja, mutta niiden soveltuvuus on varmistettava todellisessa jäähteenöljyssä ja jäähdytineessä. CO₂-puristimet on suunniteltava R744:n korkeapaineisen tiivistämisen logiikan mukaan.

CO₂/R744-jäähtelylaitteiden asiakkaat

Edellytä ensisijaisesti, että toimittaja toimittaa R744/CO₂-tarkoitukseen kehitettyjä materiaalitietoja, mukaan lukien räjähdysmäisen purkautumisen kestävyys, alhainen läpäisykyky, painevaihtelukestävyys, alhaisen lämpötilan kimmoisuus sekä PAG/POE/PAO-öljyjen yhteensopivuus. Tavallisten HNBR-, EPDM- ja FKM-materiaalien nimet eivät riitä todisteeksi.

7. Kentät, jotka on vahvistettava hankinnassa tai teknisessä viestinnässä

Kun pyydät tarjouksia tiivistysosien toimittajilta, anna ainakin seuraavat tiedot:

8. Yleisimmät virheet

Virhe yksi: Tarkastellaan vain jäähdytysainetta, ei jäähdytysöljyä. PAG-, POE-, PAO- ja PVE-öljyjen turvoutumis- ja alalämpötilaominaisuudet eroavat toisistaan; öljy vaikuttaa usein enemmän kumimateriaalin turvoutumiseen ja kovettumiseen kuin jäähdytysaine.

Virhe kaksi: R134a:n kokemuksen suora soveltaminen R1234yf:ään. R1234yf:n suorituskyky on lähellä R134a:ta, mutta järjestelmä, öljy, A2L-turvavaatimukset ja huoltopääte ovat kaikki erilaisia; materiaalit on myös tarkistettava erikseen R1234yf:n ja määritetyn öljyn kanssa.

Virhe kolme: Uskoa, että FKM on aina parempi kuin HNBR. FKM:llä on etuja korkeassa lämpötilassa ja alhaisessa läpäisyssä, mutta R134a:n/R1234yf:n valintakokeissa Viton®-materiaalin painomuutos ei välttämättä ole pienin; tarkistettava tarkka koostumus ja todelliset kokeet.

Virhe neljä: CO₂/R744:n valinta pelkästään kemiallisen yhteensopivuuden perusteella. R744:n keskitetty riski on korkea paine, läpäisy, nopea purkautuminen, puristumisen estäminen ja alhaisen lämpötilan kimmoisuus; tavallisista jäähdytysaineiden yhteensopivuustaulukoista ei ole riittävästi hyötyä.

Virhe viisi: Värin käyttäminen materiaalin todisteena. Vihreitä O-renkaita käytetään yleisesti auton ilmastoinnin HNBR-materiaaleissa, mutta väri ei ole materiaalin todiste; tarkistettava materiaalin luokka, erä, kovuus, testiraportti ja sovelluksen varmistus.