FEP/PFA-burkolású O-gyűrűk inkább alkalmasak olyan helyzetekre, ahol a közeg nagyon korrodáló, de a tömítésnek továbbra is rugalmas kompenzációra van szüksége; a szilárd PTFE-gyűrűk inkább alkalmasak kizárólag statikus tömítésre szolgáló alkalmazásokhoz, ahol a hornyot könnyű beépíteni, a nyomóerő szabályozható, és elsődleges szempont az extrém kémiai ellenállás és a tisztaság. Egyik sem helyettesítheti teljesen az általános gumit O-gyűrű , és különösen nem szabad őket véletlenszerűen dinamikus tömítésre magas frekvencián, csiszoló szuszpenziókra vagy nagy nyúlásra szoruló felszerelési helyzetekre használni.

1. Alapvető különbség: Az egyik egy „összetett rugalmas tömítés”, a másik egy „műanyag statikus tömítés”

Az FEP/PFA-kapszulázott O-gyűrűk általában egy külső FEP- vagy PFA-fluoroplasztikus kapszulázó rétegből és egy belső VMQ-szilikon- vagy FKM-fluor-gumi rugalmas magból állnak. A külső réteg PTFE-szerű kémiai ellenállást biztosít, a belső rugalmas mag pedig nyomás alatti visszatérítést és tömítési előfeszítést biztosít; az ipari adatok egyértelműen meghatározzák, hogy a kapszulázó réteg biztosítja a nyomás alatti visszatérítést és a tömítési előfeszítést, a külső réteg kémiai ellenálló, a belső mag pedig statikus tömítőelem, amelynek nincs hegesztési varrat.

A szilárd PTFE-O-gyűrűk egészben PTFE-anyagból készülnek, amely önmagában kémiai ellenálló, tisztasága jó, de nem gumirugalmas anyagok, és hiányzik belőlük a gumi rugalmasságának visszatérítő képessége; főként tengelyek statikus tömítésére, flansék tömítésére vagy olyan szerkezetekben használják őket, ahol a rugalmasság hiánya tervezés és telepítés során kezelhető korlátként kezelhető.

Ezért, ha az ügyfél azt kérdezi: "melyik jobb az öntött O-gyűrű és a szilárd PTFE O-gyűrű között?", akkor nem szabad közvetlenül megválaszolni, hogy melyik a jobb, hanem először meg kell határozni: szükséges-e rugalmas kompenzáció ezen a helyen? Elegendő-e a felszerelési tér? A közeg korrodáló vagy kopasztó? Gyakori lesz-e a szétszerelés és újraösszeszerelés?

2. Milyen helyzetekben alkalmazhatók az FEP/PFA öntött O-gyűrűk?

2.1 Erősen kémiai közeg, de továbbra is szükséges az O-gyűrű visszaállása

Ez az öntött O-gyűrűk klasszikus alkalmazási területe. Számos kémiai közeg duzzadást, keményedést, oldódást vagy nyomás alatti maradandó deformációt okozhat az NBR-, az EPDM- vagy az FKM-alkalmazásoknál; ugyanakkor a szilárd PTFE O-gyűrűk közvetlen használata miatt hiányozhat a visszaállás, ami későbbi szivárgáshoz, hőciklusok utáni szivárgáshoz vagy instabil felszereléshez vezethet. Az öntött O-gyűrű éppen ezek között a két megoldás között helyezkedik el: a külső réteg elszigeteli a közeg hatását – korrodáló, oldószeres vagy tisztító folyadék –, miközben a belső réteg (VMQ vagy FKM) továbbra is rugalmas tömítést biztosít.

A megfelelő helyek közé tartoznak: vegyipari csővezeték-flanszok, reakciós edények fedelei, szűrőházak, szivattyútest statikus tömítései, szeleptest-kapcsolatok, megfigyelő ablakok, zárókupakok, patronkapcsolatok, mintavételi nyílások, műszeri csatlakozások stb.

2.2 Élelmiszer-, gyógyszer- és biológiai folyamatok tisztaságot igénylő érintkezési felületek esetén

Az FEP/PFA bevonati réteg felülete tiszta, alacsony tapadású és alacsony súrlódású, maga az anyag is alkalmas higiéniai és fertőtlenítési célú orvosi alkalmazásokra. A szállító adatai szerint a bevonattal ellátott O-gyűrűk vegyipari, gyógyszeripari, élelmiszeripari és egyéb iparágakban is alkalmazhatók, mivel kémiai kompatibilitásuk, fiziológiai biztonságuk és alacsony áteresztőképességük miatt.

Tipikus alkalmazások: CIP/SIP tisztítórendszerek, gyógyszeripari csővezetékek, élelmiszer- és italipari szelepek, szanitáris minőségű csatlakozók, szűrők, töltőberendezések, mintavételi szelepek és hasonló tömítések.

2.3 Statikus tömítések a szelepiparban, nem pedig nagyfrekvenciás szeleptömb dinamikus tömítései

A szelepek iparágában az FEP/PFA burkolatú O-gyűrűk alkalmasak szelepburkolatokra, szelepkapcsolatokra, végkupakokra, szeleptest-flanszokra, működtető egységek csatlakozásaira és hasonló statikus vagy alacsony frekvenciájú dinamikus tömítésekre. A szállítói adatok széles körben az ilyen burkolatú O-gyűrűket elsősorban axiális vagy radiális statikus tömítésre való alkalmazásra jelölik ki.

Azonban nem megfelelőek közvetlenül magas frekvenciájú, előre-hátra mozgó szeleptömb-tömítések, forgó tengelytömítések vagy részecskékből álló közeghez használt dinamikus tömítések szerepére. Ennek oka, hogy az FEP/PFA külső rétege bár korroziónálló, de viszonylag vékony, így a dinamikus súrlódás, éles sarkok, nyújtás, csavarodás, kopás és öntőforma-nyomok mindegyike károsíthatja a burkolati réteget.

2.4 Olyan forgatókönyvek, amelyeknél jobb tömítési kompenzációra van szükség, mint a szilárd PTFE esetében

Ha egy tömítőfelületen kis méretű megmunkálási hiba lép fel, vagy hőmérsékleti, nyomásváltozások, alacsony nyomású indítás, ismételt szétszerelés miatt a szilárd PTFE elégtelen visszaálló képessége kockázati tényezővé válhat, akkor az beburkolt O-gyűrű – mivel belül rugalmas – általában jobban képes fenntartani a kontakt feszültséget, mint a szilárd PTFE. A szállítói adatok azt is hangsúlyozzák, hogy a beburkolt szerkezet külső rétege védő funkciót lát el, míg a belső mag biztosítja a tömörítést, a visszaállást és a tömítőerőt.

Ezekben az alkalmazásokban a beburkolt O-gyűrűt a vevők gyakran úgy értelmezik, mint egy „kémiai ellenállásban rugalmasabb, mint a gumiból készült, és rugalmasabb, mint a PTFE-ből készült” kompromisszumos megoldást.

3. Hogyan válasszunk FEP-beburkolást vagy PFA-beburkolást?

Az FEP-beburkolás általában gyakoribb és gazdaságosabb megoldás, amely a legtöbb hagyományos kémiai, élelmiszer- és gyógyszeripari statikus tömítésre alkalmas; az FEP anyag folyamatos használatának hőmérsékleti felső határa általában kb. 205 °C, de ez a különböző gyártók, szerkezetek és magok esetében eltérő lehet.

A PFA-burkolat alkalmas magasabb hőmérsékletre, szigorúbb tisztítási követelményekre és jelentősebb hőciklusokra, ahol nagyobb szakítószilárdság szükséges; a szállítók általában kiemelik, hogy a PFA jobb mechanikai szilárdsággal és jobb szakadás- és repedésállósággal rendelkezik, működési hőmérséklete akár 260 °C-ig is elérheti.

Egyszerű megítélés:

4. Mire alkalmasak a VMQ és az FKM rugalmas magok?

A VMQ szilikon mag puha, alacsony nyomóerőt igényel, jól megőrzi rugalmasságát alacsony hőmérsékleten, ezért kis nyomású, élelmiszeripari, gyógyszeripari és tisztasági szobákban használt berendezésekhez, valamint üveg- vagy műanyag alkatrészekhez – amelyeknél a szerelési struktúra törékenyebb – ideális. A szilikon magok lehetnek tömör vagy üreges kivitelűek is; az üreges szilikon mag alacsonyabb nyomást igényel, így olyan szerkezetekhez ajánlott, ahol a rendelkezésre álló nyomás korlátozott, vagy a tömítés különösen érzékeny.

Az FKM fluor-gumi mag általában jobb teljesítményt nyújt a nyomás alatti maradandó deformáció tekintetében, ellenállóbb az olajokkal, üzemanyagokkal, egyes oldószerekkel és a hosszú távú, magas hőmérsékleten történő statikus tömítéssel szemben. Egyes adatok azt is jelezik, hogy ha a burkoló réteg megsérül, az FKM mag jobban ellenáll a kémiai támadásoknak.

De azonban ki kell emelni: az becsomagolt O-gyűrű kémiai ellenálló képessége elsősorban a külső FEP/PFA rétegből ered, és nem feltételezhető, hogy a belső mag hosszú távon közvetlenül érintkezhet a közeggel.

5. Milyen helyzetekre alkalmasak a szilárd PTFE O-gyűrűk?

5.1 Csak statikus tömítésre, és a hornyot könnyű felszerelni

A szilárd PTFE O-gyűrűk leginkább végfelületekre, flange-okra, megfigyelő ablakokra, ellenőrző nyílásokra, csőcsatlakozásokra és hasonló statikus tömítési pozíciókra alkalmasak; a Trelleborg a PTFE O-gyűrűket axiális statikus vagy flange típusú alkalmazásokra ajánlja, jellemzőjük a majdnem minden kémiai anyaggal szembeni ellenállás és a magas hőmérsékleti ellenállás, valamint a pontos megmunkálhatóság.

Más szavakkal: a szilárd PTFE O-gyűrűk inkább kör alakú PTFE tömítések, nem hagyományos gumiból készült O-gyűrűk; csak a hornyot kell megnyitni, szükség van a tömítési felület laposságára és a tömítőgyűrű összenyomhatóságára, nagy nyújtás nélkül is egyszerűen felszerelhetők, így jól kihasználhatók korroziónállóságuk és tisztaságuk előnyei.

5.2 A közeg rendkívül korrozív, és nem kíván gumiból készült magot

Egyes vásárlók nem kívánják, hogy tömítőrészük gumiatartalmú legyen, illetve aggódnak a gummikivonat, a szennyeződés, az oldódás, az öregedés és a közeg áthatolása miatt, amely megtámadhatja a belső magot. Ebben az esetben a szilárd PTFE-gyűrűk alkalmasabbak. A PTFE-gyűrűket gyakran használják, mert az elasztomerek teljesen nem felelnek meg a kémiai vagy hőállósági követelményeknek a működési körülmények között, és széles körben alkalmazzák a vegyiparban, a petro-kémiai iparban, az egészségügyben és az élelmiszeriparban.

Tipikus alkalmazások: erős sav- és lúgos csővezetékek, oldószerrendszerek, nagyon tiszta kémiai berendezések, laboratóriumi felszerelések, féligvezetők nedves folyamatberendezései, élelmiszer- és gyógyszeripari berendezések statikus tömítése.

5.3 Különleges méretek, kis tétel, gépi megmunkálásra van szükség, gyors szállítás

A szilárd PTFE-gyűrűket általában gépi megmunkálással lehet gyártani, nem feltétlenül szükségesek gumisablonok, ezért speciális méretek, nem szabványos keresztmetszetek és kis tételként történő igény esetén nagyobb a rugalmasság. Az adatok azt is jelezik, hogy a PTFE-gyűrűk speciális méreteket is biztosíthatnak mechanikai megmunkálással.

Ez különösen értékes karbantartási alkatrészek, régi berendezések cseréje, nem szabványos flange-k, speciális előírások vagy importált berendezések helyi piacra való adaptálása esetén.

6. A szilárd PTFE-gyűrűk fő kockázatai

6.1 Elégtelen visszaállítóképesség

A PTFE nem rendelkezik a gumielasztomerek visszaállítóképességével; az adatok egyértelműen rámutatnak arra, hogy a PTFE-gyűrű rugalmas visszaállítása rendkívül gyenge, ezért a tömítési rendszer és a szerelési tervezés ezt a tényezőt külön kezelni kell.

Ez azt jelenti: ha a tömítési felületen karcolások vannak, a síkosság elégtelen, hőtágulás vagy hőösszehúzódás lép fel, nyomásingadozások jelennek meg, vagy a csavarok előfeszítése csökken, akkor a szilárd PTFE-gyűrű nem képes automatikusan kompenzálni, mint egy gumigyűrű.

6.2 Nem alkalmas nagyfrekvenciás dinamikus tömítésekre

A PTFE anyag saját magában alacsony súrlódású, de a szilárd PTFE-gyűrűk nem rendelkeznek rugalmas visszatérítő képességgel; az adatok szerint ez a hiányos visszatérítés gyakorlatilag kizárja a használatát dinamikus tömítésként.

Ha szelephenger, dugattyúrúd, forgó tengely, hengerdugattyú vagy hasonló dinamikus helyzet áll fenn, akkor inkább PTFE-peremtömítést, rugóerősített tömítést, töltőanyagot, kombinált tömítést vagy összeférhető anyagot érdemes választani, nem pedig közvetlenül szilárd PTFE-gyűrűt.

6.3 A telepítés és a hornyok szigorúbb követelményeket támasztanak

A szilárd PTFE nem alkalmas nagy nyúlási igénybevételre a telepítés során; az adatok szerint elsősorban flanszkötéshez vagy fedőlap-tömítéshez ajánlott, és figyelmeztetnek, hogy a zárt horonyba történő beépítés gyakran szigorúbb korlátozásokat jelent, a tömörítés mértékét általában pontosan kell szabályozni.

Ezért nem javasolt szilárd PTFE-gyűrűk alkalmazása mély, zárt hornyokba, illetve olyan helyeken, ahol erővel kell ráhúzni menetes részekre vagy tengelyvállra, és nem ajánlott éles eszközökkel kifeszíteni.

7. Összehasonlító táblázat a két típus között

8. Ipari alkalmazási ajánlások

Kémiai ipar:

Előnyösen FEP/PFA bevonatos O-gyűrűket érdemes választani szivattyúházhoz, szelepekhez, szűrőházakhoz, reaktorpalackokhoz, csővezeték-csatlakozásokhoz és hasonló statikus tömítési helyekhez, különösen olyan üzemkörülmények között, ahol gyakran változnak a savas, lúgos vagy oldószeres környezeti feltételek. Ha a berendezés szerkezete sík perem, fedőlap vagy ellenőrző nyílás, az installációs tér elég nagy, és a kompressziós erő elegendő, akkor szilárd PTFE O-gyűrűk is alkalmazhatók.

Élelmiszergyártás:

Az FEP/PFA bevonatos O-gyűrűk higiénikus, alacsony tapadású és alacsony súrlódású felületekhez, valamint olyan eszközökhöz (pl. patronos szelepek, szűrőberendezések) alkalmasak, amelyeknél az anyagnak rugalmas kompenzációt kell biztosítania. A szilárd PTFE O-gyűrűk statikus fedőlapokhoz, peremekhez vagy olyan alkalmazásokhoz javasoltak, ahol elkerülni kell a gumialapú összetevők érintkezését a termékkel.

Gyógyszeripar:

Ha a tömítés megbízhatósága rugalmasságot igényel, és a tisztítás/sterilizálás után is vissza kell térnie az eredeti alakjához, akkor általában elsődlegesen burkolt O-gyűrűt választanak; ha az ügyfél kiemelten alacsony kivonódást követel meg, gumimentes magot, nagyon magas tisztaságú érintkezést és statikus összenyomáson alapuló tömítést kíván, akkor szilárd PTFE O-gyűrűk jöhetnek szóba.

Szelepipar:

A szelepfedél, a zárókupak és a szelepszék környezete statikus tömítésére gyakran FEP/PFA burkolt O-gyűrűket vagy szilárd PTFE O-gyűrűket használnak; a szeleptömb, a forgó tengely és a gyakran nyitott/zárt pozíciók esetén nem elegendő csupán ezeket a két típusú O-gyűrűt alkalmazni – dinamikus tömítési megoldásokat kell újraértékelni.

9. Kiválasztási döntési emlékeztető

Ezt a logikát használhatja vegyipari ügyfelekkel való kommunikációra:

Első kérdés: Van-e relatív mozgás?

Ha gyakori, előre-hátra mozgó, forgó vagy részecskék által okozott kopásos súrlódás van jelen, mind a burkolt, mind a szilárd PTFE O-gyűrűk alkalmazása óvatosan történjen – elsődlegesen speciális dinamikus tömítéseket érdemes figyelembe venni.

Második kérdés: Rugalmas kompenzációra van szükség?

Visszatérés, alacsony nyomású tömítés, hőmérsékleti ciklusokhoz való alkalmazkodás és szerelési hibák elviselése esetén elsődlegesen FEP/PFA bevonatos O-gyűrűt kell választani.

Harmadik kérdés: Csak végfelületi statikus tömítést végez?

Ha a csatlakozófelület flansz, fedőlap vagy ellenőrző nyílás, a hornyot nyitottan hagyják, és a kompressziós erő elegendő, akkor szilárd PTFE O-gyűrű is alkalmazható.

Negyedik kérdés: A hőmérséklet közel van-e vagy meghaladja-e a 200 °C-ot?

Hagyományos hőmérsékleten az FEP bevonat gazdaságosabb; magas hőmérséklet, hőmérsékleti ciklusok és szigorúbb tisztasági követelmények esetén elsődlegesen a PFA bevonatot kell választani.

Ötödik kérdés: VMQ vagy FKM anyagot válasszunk a maghoz?

Alacsony kompressziós erő, alacsony hőmérséklet és tisztasági követelmények mellett a VMQ anyagot érdemes választani; ha fontosabb a kompressziós maradó alakváltozás, az olajtermékek/oldószerekkel szembeni ellenállás és a hosszú távú stabilitás, akkor az FKM anyagot kell választani.