FEP/PFA-kuoren sisältävä O-sigelit ovat sopivammat tilanteisiin, joissa media on erittäin syövyttävää, mutta tiivisteen on edelleen säilytettävä joustava kompensointikyky; kiinteät PTFE-O-renkaat ovat sopivammat pelkästään staattiseen tiivistykseen tarkoitettuihin tilanteisiin, joissa ura on helppokäyttöinen asennettaessa, puristusvoima on säädelty ja äärimmäinen kemiallinen kestävyys sekä puhtaus ovat ensisijaisia. Kumpikaan ei ole täydellinen korvaus tavalliselle kumitiivisteelle O-renkaat , ja erityisesti niitä ei saa käyttää epävirallisesti korkeataajuisten dynaamisten tiivistysten, kuluttavien liuosten tai suuren venymän vaativien asennustilanteiden kanssa.

1. Oleellinen ero: toinen on "yhdistetty joustava tiiviste", toinen on "muovinen staattinen tiiviste"

FEP/PFA-kapseloituja O-rengasrakenteita muodostaa yleensä ulkoinen FEP- tai PFA-fluoroplastinen kapselointikerros sekä sisäinen VMQ-silikonikumi- tai FKM-fluorikumista valmistettu joustava ydin. Ulkokerros tarjoaa PTFE:n kaltaista kemiallista kestävyyttä, kun taas joustava sisäydin varmistaa puristuspalautumisen ja tiivistystä tukevan esijännityksen; teollisuuden tiedot määrittelevät selvästi, että kapselointikerros tarjoaa puristuspalautumisen ja tiivistystä tukevan esijännityksen, ulkokerros on kemiallisesti kestävä ja sisäydin toimii staattisena tiivisteenä ilman hitsausviivoja.

Kiinteät PTFE-O-renkaat ovat kokonaisia PTFE-materiaaleja, joilla on oma kemiallinen kestävyys ja hyvä puhdasuus, mutta ne eivät ole kumimaisia elastomeerejä eivätkä niillä ole kumin kaltaista joustavaa palautumiskykyä. Niitä käytetään pääasiassa akselin staattiseen tiivistykseen, liitosten tiivistykseen tai rakenteissa, joissa joustavan palautumiskyvyn puute voidaan ottaa huomioon suunnittelussa ja asennuksessa kontrolloitavana rajoituksena.

Siksi, kun asiakas kysyy: "kumpi on parempi – kapseloitu O-renkaus vai kiinteä PTFE-O-renkaus", ei tule vastata suoraan, kumpi on parempi, vaan ensin selvittää: tarvitaanko tähän asentopaikkaan joustavaa kompensaatiota? Onko asennustila riittävä? Onko kulkuneuvo syövyttävä tai kuluttava? Tarvitaanko usein purkamista ja uudelleenasennusta?

2. Missä tilanteissa FEP-/PFA-kapseloituja O-renkaita voidaan käyttää?

2.1 Kemiallisesti voimakkaita kulkuneuvoja, joille tarvitaan kuitenkin O-renkaan kimmoisuutta

Tämä on kapseloitujen O-renkaiden klassinen käyttöalue. Monet kemialliset kulkuneuvot aiheuttavat NBR-, EPDM- ja FKM-materiaalien turpoamista, kovettumista, liukenemista tai pysyvää puristusmuodonmuutosta; mutta kiinteiden PTFE-O-renkaiden suora käyttö voi johtaa riittämättömään kimmoisuuteen, mikä aiheuttaa myöhäisvaiheen vuotoja, lämpötilan vaihteluiden aiheuttamia vuotoja tai epävakautta asennuksessa. Kapseloitu O-rengas sijoittuu juuri näiden kahden välille: ulkokerros eristää syövyttäviltä aineilta, liuottimilta ja pesunesteiltä, kun taas sisäkerros VMQ- tai FKM-materiaalista varmistaa joustavan tiivisteen.

Sopivat sijoitukset sisältävät esimerkiksi kemiallisten putkistojen liitokset, reaktioputkien kannet, suodatinhousingit, pumpun kappaleen staattiset tiivistykset, venttiilin kappaleen liitokset, tarkastusikkunat, päätykannet, karttridgeliitokset, näytteenottoporat ja mittauslaitteiden liitokset.

2.2 Ruoka-, lääke- ja biologiset prosessit, joissa vaaditaan puhtaita kosketuspintoja

FEP/PFA-kapselointikerroksen pinta on puhtaasta, alhaisen tarttuvuuden ja alhaisen kitkan omaavaa, ja itse materiaali soveltuu hygieniakäyttöön sekä desinfiointiin liittyviin lääketieteellisiin sovelluksiin. Toimittajan tiedot mainitsevat myös, että kapseloituja O-renkaita voidaan käyttää kemiallisessa, lääketeollisuudessa sekä ruokateollisuudessa ja muissa aloissa, mikä johtuu niiden kemiallisesta yhteensopivuudesta, fysiologisesta turvallisuudesta ja alhaisemmasta läpäisevyydestä.

Tyypillisiä sovelluksia ovat esimerkiksi CIP/SIP-puhdistusjärjestelmät, lääketeollisuuden putkistot, ruoka- ja juomateollisuuden venttiilit, hygieniakäyttöön tarkoitetut liitokset, suodattimet, täyttölaitteet, näytteenottoventtiilit ja vastaavat tiivistykset.

2.3 Staattiset tiivistykset venttiiliteollisuudessa, ei korkeataajuuisia venttiilin varren dynaamisia tiivistyksiä

Venttiiliteollisuudessa FEP/PFA-kapseloituja O-renkaita käytetään venttiilikansien, venttiiliyhteyksien, päätykantten, venttiilikunnan liitospintojen, toimilaitteiden liitosten ja vastaavien staattisten tai matalataajuisten dynaamisten tiivistysten kanssa. Toimittajien tiedot esittävät kapseloituja O-renkaita yleisesti pääasiassa aksiaalisina tai radiaalisina staattisina tiivistiminä.

Ne eivät kuitenkaan sovellu suoraan korkeataajuiseen vaihtosuuntaiseen venttiilin varren tiivistykseen, pyörivän akselin tiivistykseen tai hiukkasmediaan perustuvaan dynaamiseen tiivistykseen. Syy on siinä, että FEP/PFA-ulkokalvo on korrosiota kestävä, mutta suhteellisen ohut, ja dynaaminen kitka, terävät kulmat, venyttäminen, kiertäminen, kuluminen ja muottimerkit voivat kaikki aiheuttaa kapselointikerroksen vaurioitumisen.

2.4 Tilanteet, joissa tarvitaan parempaa tiivistystä kuin kiinteällä PTFE:llä

Jos tiivistepinnalla on pieni koneistusvirhe, lämpötilan vaihtelut, paineen vaihtelut, alhaisen paineen käynnistys, toistuva purkaminen tai kiinteän PTFE:n riittämätön kimmoisuus, se voi muodostua riskikohtaan; tässä tilanteessa päällystetty O-renkaus on yleensä paremmin kykenevä ylläpitämään kontaktipainetta kuin kiinteä PTFE, koska sen sisällä on kimmoisuutta. Toimittajan tiedot viittaavat myös siihen, että päällystetyn rakenteen ulkokalvo tarjoaa suojan ja sisäydin tarjoaa puristusta, kimmoisuutta ja tiivistysvoimaa.

Näissä sovelluksissa asiakkaat ymmärtävät usein päällystetyn O-renkaan olevan kompromissiratkaisu, joka on "kemiallisesti kestävämpi kuin kumi ja kimmoisampi kuin PTFE".

3. Kuinka valita FEP-päällysteinen tai PFA-päällysteinen tuote?

FEP-päällysteinen tuote on yleensä yleisempi ja taloudellisempi ratkaisu, joka soveltuu useimpiin perinteisiin kemiallisiin, elintarvikkeisiin ja lääkkeisiin liittyviin staattisiin tiivistyksiin; FEP-materiaalin jatkuva käyttölämpötila on yleensä noin 205 °C, mutta eri valmistajien, rakenteiden ja ytimien osalta arvot vaihtelevat.

PFA-kapselointi soveltuu korkeampilämpötilaisiin, tiukemmin puhdistettaviin ja lämpötilan vaihtelua enemmän kuin muualla esiintyviin tilanteisiin, joissa vaaditaan korkeampaa repeämiskestävyyttä; toimittajien tiedoissa korostetaan yleensä, että PFA:lla on parempi mekaaninen lujuus ja parempi suojautuminen repeämäristä, ja käyttölämpötila voi olla jopa 260 °C.

Yksinkertainen arviointi:

4. Mihin VMQ-joustava ydin ja FKM-joustava ydin soveltuvat?

VMQ-silikoniydin on pehmeä, vaatii vähän puristusvoimaa ja säilyttää pehmeysominaisuutensa hyvin alhaisissa lämpötiloissa; se soveltuu alapaineisiin, elintarvike-, lääketeollisuuden ja puhtaiden tilojen laitteisiin sekä hauraille lasi- tai muovirakenteille; kiinteä silikoniydin ja tyhjä silikoniydin ovat molemmat yleisiä, mutta tyhjän silikoniydin puristus on pienempi ja se soveltuu rakenteisiin, joissa puristusmahdollisuus on rajoitettu tai tiivistys on erityisen herkkä.

FKM-fluorirubberiydin tarjoaa yleensä paremman puristusmuodonmuutoksen kestävyyden, on kestävämpi öljyille, polttoaineille, osalle liuottimia ja korkealämpötiloiseen pitkäaikaiseen staattiseen tiivistykseen. Joissakin tiedoissa mainitaan myös, että jos kotelointikerros vahingoittuu, FKM-ydin kestää kemiallisia hyökkäyksiä paremmin.

Mutta tämä on korostettava: suljetun O-renkaan kemiallinen kestävyys johtuu pääasiassa ulkoisesta FEP/PFA-kalvosta, eikä sisäistä ytimen pitäisi olettaa kestävän mediaa pitkäaikaisesti suoraan.

5. Missä tilanteissa kiinteät PTFE-O-renkaat ovat soveltuvia?

5.1 Vain staattiseen tiivistykseen, ja ura on helppokäyttöinen asennettaessa

Kiinteitä PTFE-O-renkaita käytetään parhaiten pääty- ja liitospinnoissa, liitoslevyissä, tarkastusikkunoissa, tarkastusluukuissa, putkiliitoksissa ja muissa vastaavissa staattisen tiivistyksen paikoissa; Trelleborg luokittelee PTFE-O-renkaat aksiaalisiksi staattisiksi tai liitoslevytyyppisiksi sovelluksiksi, joiden ominaisuuksia ovat lähes kaikkien kemikaalien ja korkean lämpötilan kestävyys sekä tarkka koneistettavuus.

Toisin sanoen kiinteät PTFE-O-renkaat muistuttavat enemmän pyöreää PTFE-tiivistepintaa kuin perinteistä kumista O-renkaata; riittää, että uran avaus on riittävä, renkaalla on puristuvuutta ja tiivistyspinta on tasainen – suurta venyttämistä asennettaessa ei tarvita, jolloin renkaan hyvä korrosiokestävyys ja puhtauteen liittyvä etu voidaan hyödyntää tehokkaasti.

5.2 Media on erittäin korrosoivaa, eikä kumiydintä haluta lainkaan

Jotkut asiakkaat eivät halua, että tiivistysosassaan olisi lainkaan kumia, tai he ovat huolissaan kumin erottumisesta, saastumisesta, liukenemisesta, vanhenemisesta tai kemikaalien tunkeutumisesta sisäiseen ytimeen. Tällöin kiinteät PTFE-O-renkaat ovat sopivampia. PTFE-O-renkaita käytetään usein, kun elastomeerit eivät täytä kemiallisia tai lämpötilavakautta vaativia käyttöolosuhteita, ja niitä käytetään laajasti kemian-, petrokemian-, lääketieteellisessä ja elintarviketeollisuudessa.

Tyypillisiä sovelluksia ovat: vahvien happojen ja emästen putkistot, liuotinjärjestelmät, korkean puhtausasteen kemialliset laitteet, laboratoriolaitteet, puolijohdeprosessien kosteat prosessilaitteet sekä elintarvike- ja lääketeollisuuden staattiset tiivistyskiskot.

5.3 Erityismittaiset tuotteet, pienet erät, konepellon tarve, nopea toimitus

Kiinteät PTFE-O-renkaat voidaan yleensä valmistaa koneellisella käsittelyllä, eikä niiden valmistukseen välttämättä tarvita kumimuotteja, joten erityismittojen, ei-standardien poikkileikkauksien ja pienien erien valmistus on joustavampaa. Tiedot osoittavat myös, että PTFE-O-renkaat voidaan valmistaa erityismittoisina koneellisella käsittelyllä.

Tämä on erinomaisen arvokasta huolto-osille, vanhojen laitteiden korvaamiseen, ei-standardien liitosten käyttöön, erityisvaatimusten täyttämiseen sekä tuontilaiteiden paikalliselle korvaamiseen.

6. Kiinteiden PTFE-O-renkaiden pääriskit

6.1 Riittämätön kimmoisuus

PTFE:llä ei ole kumimaisen elastomeerin palautumiskykyä, ja tiedot viittaavat selvästi siihen, että PTFE-O-renkaan kimmoisuuden palautuminen on hyvin heikkoa; tiivistysjärjestelmän ja asennussuunnittelun on otettava tämä huomioon.

Tämä tarkoittaa: jos tiivistyspinta on naarmuuntunut, sen tasaisuus on riittämätön, tai jos tapahtuu lämpölaajenemista ja kylmän kutistumista, paineen vaihteluita tai kiinnitysruuvien esikuormituksen heikkenemistä, kiinteä PTFE ei ehkä kykene kompensoimaan näitä ilmiöitä automaattisesti kuten kuminen O-rengas.

6.2 Ei soveltu korkeataajuiseen dynaamiseen tiivistykseen

PTFE:n kitkakerroin on alhainen, mutta kiinteät PTFE-O-renkaat eivät omaudu käsittelyssä tarvittavaa joustavuutta, ja tiedot osoittavat, että tämä riittämätön joustavuus estää käytön dynaamisena tiivisteenä.

Jos kyseessä on venttiilin varsi, pistooliakseli, pyörivä akseli, sylinterin pistooli tai vastaava dynaaminen kohta, tulisi suosia PTFE-liputihistä tiivistettä, jousilla energisoitua tiivistettä, täyteainetta, yhdistelmätiivistettä tai yhteensopivaa materiaalia sen sijaan, että käytettäisiin suoraan kiinteitä PTFE-O-renkaita.

6.3 Asennus ja ura vaativampi

Kiinteää PTFE:tä ei suositella suurten venytyksen aiheuttavien asennusten käyttöön; tiedot suosivat sen käyttöä etupäässä liitospinnan tiivisteenä tai kannen tiivisteenä ja varoittavat, että suljetun uran asennus on usein rajoitetumpaa ja puristusmäärän tulee yleensä säädellä tarkasti.

Siksi kiinteitä PTFE-O-renkaita ei suositella syvään suljettuun uraan, johon niitä pitäisi pakottaa kierrettyjen osien tai akselin olkapään kohdalle, eikä terävillä työkaluilla saa nostaa niitä ylös.

7. Vertailutaulukko molemmille

8. Teollisuussovellusten suositukset

Kemianteollisuus:

Suositellaan etusijassa FEP/PFA-kapseloituja O-renkaita pumpun rungolle, venttiileille, suodatinkoteloille, reaktiovastaisiin, putkiliitoksiin ja muihin vastaaviin staattisiin tiivistepaikkoihin, erityisesti happo-, emäksisiin ja liuottimiin altistuvissa vaihtelevissa käyttöolosuhteissa. Jos laitteen rakenne on tasainen liitoslevy, kansi tai tarkastusluukku ja asennustila on avoin sekä puristusvoima riittävä, voidaan valita kiinteitä PTFE-O-renkaita.

Elintarviketeollisuus:

FEP/PFA-kapseloitujen O-renkaiden käyttö soveltuu puhtaalle pinnalle, jossa vaaditaan hygieniata, pienempää tarttuvuutta ja kitkaa sekä joustavaa materiaalia, joka tarjoaa elastista kompensaatiota kartusseihin, venttiileihin ja suodatuslaitteisiin. Kiinteät PTFE-O-renkaat soveltuvat staattisiin kansiin, liitoslevyihin tai tilanteisiin, joissa kumiosan ei haluta koskettaa tuotetta.

Lääketeollisuus:

Jos tiivistyksen luotettavuus edellyttää kimmoisuutta ja puhdistus/sterilointi on tarpeen myös jälkeenpäin, mutta kimmoisuus on edelleen tarpeen, yleensä etusijalla on kapseloitu O-rengas; jos asiakas korostaa erittäin alhaista ekstraktiota, ei kumiydintä, korkea puhtaus kontaktipinnassa ja tiivistys rajoittuu staattiseen puristukseen, tarkasteltavaksi tulevat kiinteät PTFE-O-renkaat.

Venttiiliteollisuus:

Venttiilikannen, päätykannen ja venttiilin istukkarenkaan ympärillä tapahtuva staattinen tiivistys tehdään yleensä FEP/PFA-kapseloituilla O-renkailla tai kiinteillä PTFE-O-renkailla; venttiilin varrella, pyörivällä akselilla ja usein avattavissa/suljettaessa olevissa asennoissa näitä kahta O-renkastyyppiä ei pidä käyttää suoraan, vaan dynaamisen tiivistyksen suunnittelun valintaa tulee uudelleen arvioida.

9. Valintapäätöksen muistisääntö

Tätä logiikkaa voidaan käyttää kemiallisten asiakkaiden kanssa kommunikoinnissa:

Ensimmäinen kysymys: Onko suhteellista liikettä?

Jos liike on korkeataajuista vaihtelevaa, pyörivää tai hankaavaa hiukkasia sisältävää, sekä kapseloituja O-renkaita että kiinteitä PTFE-O-renkaita tulee käyttää varoen ja etusijalla on erityisesti dynaamiseen tiivistykseen suunniteltu tiivistys.

Toinen kysymys: Tarvitaanko kimmoista kompensaatiota?

Kun tarvitaan kimmoisuutta, alapainesealaista tiivistystä, lämpötilan vaihtelujen kompensaatiota ja asennusvirheiden sietokykyä, etusijalla ovat FEP/PFA-kapseloitut O-renkaat.

Kolmas kysymys: Onko kyseessä ainoastaan päätytason staattinen tiivistys?

Jos kyseessä on liitoslevy, kansi, tarkastusluukku, avoin ura tai riittävä puristusvoima, kiinteät PTFE-O-renkaat ovat käyttökelpoisia.

Neljäs kysymys: Onko lämpötila lähellä tai yli 200 °C?

Tavallisessa lämpötilassa FEP-kapselointi on taloudellisempi; korkeissa lämpötiloissa, lämpötilan vaihteluissa ja tiukemmissa puhdistustilanteissa etusijalla on PFA-kapselointi.

Viides kysymys: Valitse VMQ tai FKM ytimelle.

Alhainen puristusvoima, alhainen lämpötila ja puhtauslaitteet edellyttävät VMQ:ta; jos painotetaan puristusmuodon pysyvää muodonmuutosta, öljyjen/liuottimien kestävyyttä ja pitkäaikaista stabiiliutta, valitaan FKM.