Molti clienti, personale vendite e persino ingegneri comprendono il "FKM fluoroelastomero" O-ring « come materiale «di fascia alta», «materiale resistente alle alte temperature» o «materiale resistente ai prodotti chimici», creando così una concezione errata e potenzialmente pericolosa: più elevato è il grado di FKM, migliore sarebbe il materiale, e si potrebbe semplicemente prevedere un passaggio a FKM nel budget. Tale valutazione è incompleta e può addirittura portare a guasti precisi. I punti di forza del FKM sono effettivamente evidenti: resistenza alle alte temperature, ai carburanti, agli oli, all’ozono/invecchiamento e a molti idrocarburi e a parte dei mezzi chimici; tuttavia non è un materiale universale, in particolare rende peggio rispetto a EPDM, FEPM/AFLAS, FFKM, FVMQ o a specifiche formulazioni di FKM per basse temperature in presenza di acqua/vapore, a basse temperature, in alcuni mezzi aminici, in ambienti alcalini ad alto pH e in presenza di alcune classi di esteri/chetoni. La scelta del materiale deve essere basata sulle condizioni operative, non sul prezzo. La guida ai materiali di Trelleborg sottolinea inoltre che le prestazioni degli elastomeri vengono valutate in modo completo considerando contemporaneamente gonfiamento, indurimento e formazione di fessure, insieme alla verifica nell’applicazione reale.

1. A cosa è effettivamente adatto l'FKM

La tipica resistenza dell'FKM è la tenuta in presenza di oli ad alta temperatura, carburanti e numerosi mezzi idrocarburici. L'intervallo di temperatura di funzionamento tipico dell'FKM indicato da Trelleborg è da -20 °C a +200 °C, con picchi brevi fino a circa +230 °C; composti specifici possono estendere il limite inferiore fino a circa -35 °C. Inoltre, Trelleborg sottolinea che l'FKM è comunemente utilizzato in ambienti ad alta temperatura contenenti olio minerale e lubrificanti. Il materiale Viton™ di Chemours riassume inoltre i vantaggi dell'FKM come resistenza agli oli, ai carburanti, ai lubrificanti e bassa permeabilità verso numerose altre sostanze.

Pertanto, nelle condizioni operative indicate di seguito, l'FKM rappresenta spesso una scelta ragionevole:

Punto chiave: la principale caratteristica dell'FKM è la "resistenza ad alte temperature + carburanti/olio per motori/idrocarburi + alcuni mezzi chimici", non la "compatibilità con qualsiasi sostanza".

2. Il più grande equivoco: la resistenza al calore dell'FKM ≠ resistenza al vapore

Un'espressione comunemente utilizzata in modo improprio nella comunicazione commerciale è: "questa temperatura è elevata, usate l'FKM." Questa affermazione è solo parzialmente corretta: calore secco, olio ad alta temperatura e vapore ad alta temperatura non sono condizioni operative equivalenti. L'FKM resiste alle alte temperature, ma l'FKM standard non è necessariamente affidabile in presenza di acqua calda e vapore.

La tabella di compatibilità di Trelleborg classifica il FKM generico come «non applicabile» per vapore acqueo <150 °C e vapore acqueo >150 °C; la stessa tabella classifica l’EPDM come «buona» applicabilità per vapore al di sotto dei 150 °C; a temperature superiori ai 150 °C, l’applicabilità dell’EPDM risulta anch’essa in calo. Questo è il motivo per cui molti valvole per acqua, sistemi per acqua potabile, apparecchiature per pulizia a vapore, sistemi CIP/SIP e sistemi per acqua di caldaia non scelgono preferenzialmente il FKM, ma considerano invece prioritariamente i seguenti materiali.

Un ulteriore punto da aggiungere: non tutti gli FKM presentano le stesse prestazioni in presenza di acqua/vapore. I materiali di Chemours mostrano che diversi sistemi di vulcanizzazione influenzano la resistenza all’acqua, al vapore e agli acidi; il loro sistema vulcanizzato a perossido offre una resistenza superiore. Pertanto, il giudizio ingegneristico deve essere formulato come segue: l’FKM generico non deve essere considerato di default adatto per l’impiego con vapore; qualora sia necessario utilizzare l’FKM, va specificata e verificata una tipologia dedicata, resistente all’acqua/al vapore.

3. Secondo equivoco: Resistenza chimica dell’FKM ≠ resistenza ad acidi e forti basi

L’FKM è spesso promosso come «buona resistenza chimica», affermazione che di per sé non è errata, ma facilmente fraintesa come «resistenza a tutti i prodotti chimici». In particolare, in ambienti contenenti ammine, forti basi, soluzioni detergenti ad alto pH, alcuni catalizzatori esteri, nonché in ambienti misti ammoniaca/ammina, l’FKM generico può fallire.

Il materiale Viton™ di Chemours specifica chiaramente che i comuni composti di fluoroelastomero con struttura parziale fluoruro-olefina sono soggetti ad attacco da parte di materiali ad alto pH, inclusi forti alcali e ammine; inoltre, i fluoroelastomeri generici non sono resistenti ad alcuni composti esterici a basso peso molecolare, come il metiletilchetone (MEK), l’acetato di propile e le ammine. Il materiale indica inoltre che gli FKM speciali della classe ETP possono migliorare in modo significativo la resistenza a forti alcali, ammine ed esteri/chetoni/alcoli.

La tabella di compatibilità di Trelleborg indica inoltre che, per le ammine primarie, ad esempio metilammina, etilammina, propilammina e allilammina, l’EPDM e il FFKM sono classificati come superiori rispetto al FKM generico, mentre quest’ultimo è indicato come non applicabile. Ciò dimostra che, in presenza di mezzi appartenenti alla classe delle ammine, non è possibile effettuare automaticamente un passaggio a materiali più costosi solo perché il FKM lo è: il metodo corretto consiste nel verificare il tipo di ammina, la sua concentrazione, la temperatura, il contenuto di acqua, il pH e se si tratta di un solvente misto, per poi selezionare EPDM, FEPM, FFKM, FKM di tipo ETP o un altro materiale specializzato.

4. Terzo equivoco: la resistenza alle basse temperature del FKM è necessariamente buona

L’elasticità alle basse temperature del FKM non è eccezionale. Molti FKM generici O-rings diventano rigidi a basse temperature, hanno un rimbalzo più lento e possono causare perdite a basse temperature dopo l'avviamento a freddo o la sosta prolungata in condizioni di bassa temperatura. Il limite inferiore di temperatura per i comuni FKM di Trelleborg è tipicamente -20 °C; composti specifici possono raggiungere -35 °C; mentre le prestazioni a basse temperature dei comuni EPDM possono arrivare a circa -45 °C ed essi vengono utilizzati anche in ambienti con acqua calda e fluidi per freni a base di etilenglicole.

Il materiale Viton™ di Chemours osserva inoltre che l’aumento del contenuto di fluoro migliora generalmente la resistenza ai fluidi, ma compromette la flessibilità a basse temperature; i valori standard di flessibilità a basse temperature (TR-10) per i FKM di tipo A/B/F sono notevolmente diversi, mentre materiali specifici per basse temperature, come GLT-S e GFLT-S, vengono impiegati per compensare questa carenza. Ciò è estremamente importante nella selezione ingegneristica: un FKM ad alto contenuto di fluoro non è necessariamente più adatto alla tenuta in condizioni di avviamento a freddo rispetto a un FKM progettato per basse temperature.

5. FKM ed EPDM NON sono rispettivamente un materiale «di alta qualità» e uno «di bassa qualità» — le condizioni operative sono opposte

FKM ed EPDM vengono spesso confrontati direttamente, ma non si tratta semplicemente di una relazione tra materiale di alta e bassa qualità: sono invece adatti a mezzi molto diversi.