Passare dall'NBR all'HNBR equivale essenzialmente a passare da una "guarnizione generalmente resistente agli oli" a una "guarnizione ad alta affidabilità, resistente al calore, all'ozono e all'abrasione".

Nel settore automobilistico, nei sistemi di climatizzazione per autoveicoli, negli impianti frigoriferi e nei sistemi idraulici, O-rings le guarnizioni devono resistere a lungo a oli, refrigeranti, alte temperature, fluttuazioni di pressione, vibrazioni e invecchiamento da ozono, nonché ad altre sollecitazioni multiple. L'elastomero nitrilico (NBR) standard offre una buona resistenza agli oli e un vantaggio economico, ma con l'aumento della temperatura di esercizio e la prolungata durata di servizio i punti deboli dei componenti di tenuta diventano progressivamente evidenti: la resistenza all'invecchiamento termico è limitata, la resistenza all'ozono è insufficiente e il rischio di usura dinamica prolungata e di deformazione per compressione è maggiore.

L'HNBR, ovvero gomma nitrilica idrogenata, è ottenuta idrogenando i doppi legami insaturi del segmento di butadiene sulla base dell'NBR, migliorando in modo significativo la resistenza al calore, all'ozono, ai prodotti chimici/oli e le prestazioni meccaniche. Il materiale HNBR di Trelleborg indica inoltre che l'HNBR è ottenuto mediante idrogenazione selettiva dei doppi legami nel segmento di butadiene dell'NBR; tale modifica strutturale migliora notevolmente la resistenza alle alte temperature e all'ozono, mentre l'HNBR presenta ottime proprietà meccaniche e resistenza all'usura.

Pertanto, le guarnizioni O-ring in HNBR sono comunemente utilizzate nei sistemi di climatizzazione automobilistica, nelle guarnizioni per refrigeranti, nei sistemi di alimentazione carburante, nelle guarnizioni per oli, nei cambi, nei sistemi di conversione di potenza, nei sistemi idraulici e nelle zone di contatto con prodotti oleosi ad alta temperatura. La sua collocazione non è semplicemente quella di un sostituto diretto dell'NBR, ma piuttosto di una soluzione potenziata ad alte prestazioni per applicazioni in cui le prestazioni dell'NBR risultano insufficienti o il costo dell'FKM è eccessivamente elevato, oppure in condizioni non adatte a basse temperature.

Uno. Differenze fondamentali tra HNBR e NBR: la struttura determina il limite prestazionale

Il NBR è una gomma nitrilica ottenuta per copolimerizzazione di butadiene e acrilonitrile. I suoi vantaggi sono la resistenza all’olio minerale, ai lubrificanti e il basso costo; inoltre il processo produttivo è maturo, pertanto viene comunemente impiegato per guarnizioni per oli, anelli O-ring, guarnizioni e tenute idrauliche.

L’HNBR è una modifica mediante idrogenazione del NBR. Dopo l’idrogenazione, i doppi legami nella catena molecolare diminuiscono, il legame principale diventa più stabile e migliorano la resistenza all’invecchiamento termico e atmosferico, all’ozono, ai raggi UV e a parte dei mezzi chimici. La descrizione dell’HNBR fornita da GMORS sottolinea che l’HNBR è un composto sintetico ottenuto attraverso l’idrogenazione selettiva dei doppi legami nel segmento di butadiene del NBR; rispetto al nitrile/NBR presenta quindi migliori proprietà termiche, di resistenza all’ozono, chimiche e meccaniche.

Questo è esattamente il motivo fondamentale per cui l’HNBR è più adatto del NBR nei sistemi automobilistici e di climatizzazione (AC).

Due. Dove l’HNBR supera il NBR?

1. Maggiore resistenza al calore: adatto per il vano motore, il compressore e gli ambienti con olio ad alta temperatura

Vano motore automobilistico, cambio, compressore del climatizzatore pompa idraulica la temperatura non è generalmente una bassa temperatura stabile, ma è soggetta a cicli termici prolungati. Il NBR standard, in ambienti aeriformi relativamente caldi, tende facilmente a indurirsi, creparsi, perdere elasticità e aumentare il cedimento sotto compressione.

I dati sui materiali automobilistici di Trelleborg indicano che la temperatura operativa massima del NBR è generalmente limitata a +100 °C, con punte brevi fino a +120 °C; mentre l’HNBR a contatto con oli minerali e grassi può operare approssimativamente tra -30 °C e +140 °C, con punte brevi fino a +160 °C; alcuni modelli speciali sono applicabili anche fino a -40 °C. ARLANXEO sottolinea inoltre che i suoi prodotti HNBR sono adatti a scenari che richiedono maggiore resistenza al calore e ai fluidi, con l’intervallo di temperatura specifico dipendente dalla classe e dalla formulazione particolare.

Per i clienti, si tenga presente che, con condizioni di tenuta di classe uguale a quelle dell'olio, il NBR è adatto alle temperature convenzionali; il HNBR è più adatto all'olio caldo, ai gas ad alta temperatura, ai compressori, alla periferia del motore, al cambio e alle condizioni di invecchi

2. La sua vita. Più resistenza all'ozono e all'invecchiamento: abiti per autoveicoli, compartimento motore e apparecchiature di refrigerazione esterna

I tubi a corrente alternata per autoveicoli, le guarnizioni del compartimento motore, i connettori delle apparecchiature di refrigerazione e le guarnizioni esterne dei sistemi idraulici spesso subiscono l'impatto di ozono, ossigeno, UV e ciclo di temperatura. Il NBR, a causa della struttura relativamente più insatura nella sua catena principale, presenta un rischio di ozono maggiore e può facilmente sviluppare crepe superficiali con un uso prolungato.

L'HNBR migliora in particolare la resistenza all'invecchiamento a ciclo termico attraverso l'idrogenazione del grado di insaturazione. Trelleborg precisa che l'idrogenazione selettiva dell'HNBR migliora notevolmente la resistenza alla temperatura e all'ozono; ARLANXEO sottolinea inoltre che i tipi di HNBR completamente saturi hanno una resistenza superiore all'ozono.

Questo è anche il motivo per cui l'HNBR è comunemente utilizzato negli O-ring per impianti di climatizzazione automobilistici, nei giunti di tenuta per olio automobilistici, nei giunti di tenuta per sistemi di trasmissione, negli impianti di refrigerazione esterni e nei tubi flessibili idraulici: questi contesti non solo mettono alla prova la resistenza agli oli, ma verificano anche la durata della tenuta in condizioni di esposizione prolungata all'aperto.

3. Proprietà meccaniche e resistenza all'usura superiori: adatto per tenute dinamiche, vibrazioni e impatti di pressione

In molte applicazioni, gli O-ring non sono semplici tenute statiche. Ad esempio, i componenti di tenuta del connettore del compressore dell'impianto di climatizzazione automobilistico, della testata del cilindro, della valvola idraulica, della pompa dell'olio e del meccanismo di azionamento della trasmissione sono soggetti a impulsi di pressione, vibrazioni e usura dinamica.

Trelleborg sottolinea che l'HNBR è superiore al comune NBR per resistenza, usura e prestazioni dinamiche, e ne elenca l'impiego nei settori delle guarnizioni per attuatori di trasmissione e delle applicazioni per climatizzatori. Il materiale HNBR di Zeon, in particolare Zetpol HNBR, vanta eccellenti prestazioni di resistenza al calore, agli oli, all'usura e all'ozono, rendendolo adatto a cinghie sincrone, cinghie trapezoidali (V-belt) e tubi industriali ad alto carico e lunga durata; è inoltre utilizzabile per componenti di tenuta automobilistici, anelli torici (O-ring), tubi idraulici e copriparafanghi.

Per i clienti del settore idraulico, questo aspetto è estremamente importante: l'HNBR non è semplicemente "resistente agli oli", ma mantiene una stabilità di tenuta superiore anche in presenza simultanea di olio, pressione, attrito, temperatura e carichi dinamici.

4. La resistenza agli oli non consiste semplicemente nella "sostituzione del NBR", bensì in una maggiore stabilità in presenza di oli ad alta temperatura

Il NBR è già di per sé una gomma tipicamente resistente agli oli; pertanto molti clienti chiedono: se anche il NBR è resistente agli oli, perché utilizzare ancora l'HNBR?

Risposta: A temperatura ambiente o con sigillatura in olio a temperatura media, il NBR potrebbe già essere sufficiente; in condizioni che richiedono olio ad alta temperatura, resistenza all’invecchiamento prolungato, resistenza all’usura dinamica e maggiore durata, l’HNBR risulta più affidabile.

Il contenuto di acrilonitrile dell’HNBR influisce anche sulla resistenza all’olio e sulle prestazioni a basse temperature. Trelleborg spiega che il contenuto di ACN nell’HNBR può variare approssimativamente dal 18% al 50%; un contenuto più elevato di ACN migliora la resistenza all’olio, ma riduce corrispondentemente la flessibilità a basse temperature; ARLANXEO osserva inoltre che un contenuto più elevato di ACN aumenta la resistenza dell’HNBR all’olio, ai grassi, ai carburanti e ad altri mezzi non polari, ma comporta una corrispondente riduzione della flessibilità a basse temperature.

Pertanto, nella promozione commerciale si può esprimere così:

Tre. Perché l’HNBR è comunemente utilizzato nei sistemi di climatizzazione e refrigerazione automobilistici?

I sistemi di climatizzazione e refrigerazione per autoveicoli presentano requisiti molto complessi per le guarnizioni a sezione circolare (O-ring): devono entrare in contatto con il refrigerante e con l’olio refrigerante/lubrificante, oltre a sopportare pressione, cicli termici e sollecitazioni dovute a vibrazioni e urti.

L’HNBR, grazie alla sua resistenza al calore, alla resistenza agli oli, alla resistenza all’ozono e alle migliori proprietà meccaniche, è diventato un materiale comunemente utilizzato per le O-ring nei sistemi di climatizzazione per autoveicoli. Le O-ring per climatizzatori automobilistici di FJC O-ring le note tecniche sul materiale HNBR, ovvero nitrile idrogenato, indicano una buona idoneità per applicazioni di climatizzazione; lo classificano come compatibile con i refrigeranti R-12, R-134a, R-1234yf e altri; inoltre il suo intervallo di temperatura copre approssimativamente da -30 °C a 150 °C. Anche le specifiche GMORS evidenziano che l’HNBR è comunemente impiegato per le nuove generazioni di refrigeranti ecocompatibili.

Tuttavia, nella selezione effettiva va comunque sottolineato:

Quattro. Perché l'HNBR è comunemente utilizzato nei sistemi di alimentazione carburante automobilistici, negli anelli di tenuta per olio e nei sistemi idraulici?

1. Sistemi automobilistici di alimentazione carburante e di lubrificazione

Nei sistemi di alimentazione carburante automobilistici, nei circuiti dell'olio motore, nei circuiti dell'olio del cambio e nei sistemi di sterzo assistito, gli elementi di tenuta entrano in contatto con carburante, lubrificanti, fluido per trasmissioni automatiche (ATF), gasolio o altri fluidi funzionali, subendo inoltre temperature relativamente elevate e vibrazioni. L'HNBR, mediante un'opportuna formulazione, può contemporaneamente offrire una migliore resistenza agli oli, una maggiore resistenza al calore e migliori proprietà meccaniche.

Il materiale HNBR di ARLANXEO indica che l'HNBR può essere utilizzato con fluidi per sterzo assistito, oli per trasmissioni automatiche, oli motore, gasolio e liquidi refrigeranti in ambienti particolarmente aggressivi, ed è adatto a applicazioni di tenuta per autoveicoli e per equipaggiamenti pesanti. Zeon elenca inoltre l'uso dell'HNBR per componenti di tenuta automobilistici, anelli torici (O-ring), guarnizioni per coppa dell'olio, sigilli per tappi di scarico, sigilli per pompe dell'acqua, nonché per tubi flessibili per biodiesel, tubi industriali e tubi idraulici.

Da notare:

2. Anelli di tenuta per olio automobilistici e tenute rotanti/dinamiche

Le condizioni operative delle guarnizioni a tenuta olio prevedono spesso la rotazione dell'albero, la presenza di lubrificante, l'attrito e la generazione di calore. Il NBR può essere utilizzato per guarnizioni a tenuta olio generali, ma in scenari ad alta temperatura, lunga durata o elevate velocità di rotazione, il vantaggio del HNBR in termini di resistenza al calore risulta più evidente.

La descrizione di Zeon sull'utilizzo del HNBR nelle cinghie sincrone, nelle cinghie trapezoidali, nei parapolvere e nei componenti di tenuta per autoveicoli evidenzia come la resistenza all'olio, all'usura, all'ozono e le prestazioni dinamiche del HNBR lo rendano particolarmente adatto a componenti per autoveicoli destinati a servizi gravosi e a lunga durata.

Rivolgendosi ai clienti del settore automobilistico, si può esprimere così:

3. Sistemi idraulici

I sistemi idraulici richiedono tre caratteristiche fondamentali: resistenza all'olio, resistenza agli shock di pressione e resistenza all'usura. Il NBR è ampiamente impiegato nei sistemi idraulici a olio minerale, ma in ambienti ad alta temperatura, alta pressione, con movimento alternato dinamico, a lunga durata o per attrezzature destinate all'uso esterno, il HNBR risulta più adatto per O-ring, guarnizioni per cuscinetti, guarnizioni per pompe/valvole e parte delle guarnizioni per tubi flessibili.

Zeon specifica esplicitamente che l'HNBR è utilizzato per tubi flessibili industriali e idraulici e presenta un'eccellente resistenza al calore e ai fluidi, prolungando la durata di servizio a temperature elevate.

Il punto centrale della comunicazione per i clienti idraulici può essere:

Cinque. Tabella comparativa tra NBR e HNBR

Sei. Espressione orientata al mercato

Punto di forza principale in una frase

Gli O-ring in HNBR rappresentano un miglioramento prestazionale rispetto all’NBR standard: pur mantenendo un’eccellente resistenza agli oli, offrono una notevole superiorità in termini di resistenza al calore, all’ozono, all’usura e di affidabilità della tenuta nel tempo, risultando particolarmente adatti per impianti di climatizzazione automobilistici, sistemi di refrigerazione, sistemi carburante, guarnizioni per oli e sistemi idraulici.

Destinato ai clienti del settore automobilistico

Nel vano motore automobilistico, nei sistemi di climatizzazione, nei sistemi di alimentazione e nei circuiti dell'olio per trasmissione, i componenti di tenuta sono esposti per lunghi periodi ad ambienti caratterizzati da alte temperature, oli, ozono e vibrazioni. Rispetto al comune NBR, l'HNBR offre una maggiore stabilità termica nel tempo, una migliore resistenza all'ozono e una superiore resistenza meccanica, riducendo il rischio di indurimento, crettatura, usura e perdite degli anelli di tenuta (O-ring). È particolarmente adatto per O-ring per sistemi di climatizzazione automobilistici, guarnizioni per compressori, guarnizioni per applicazioni legate al carburante, guarnizioni per oli, guarnizioni per attuatori della trasmissione e guarnizioni per sistemi di sterzo assistito.

Per i clienti del settore refrigerazione e climatizzazione

Gli O-ring nei sistemi di refrigerazione devono affrontare contemporaneamente le sfide rappresentate dal refrigerante, dall'olio per refrigerazione, dai cicli di pressione e dalle variazioni di temperatura. L'HNBR possiede buone proprietà di resistenza agli oli e all'usura ed è ampiamente utilizzato nei sistemi di climatizzazione automobilistici e in alcune applicazioni di tenuta per connettori HVAC/R. Per sistemi che impiegano R134a, R1234yf, R744, olio PAG, olio POE e altri fluidi, è necessario selezionare una formulazione specifica di HNBR adeguata al mezzo e alla temperatura effettivi, al fine di ottenere una durata della tenuta più stabile.

Clienti del settore idraulico

I guasti nei sistemi idraulici derivano spesso da olio ad alta temperatura, pulsazioni di pressione, usura per attrito e deformazione permanente dovuta a compressione prolungata. L'HNBR, rispetto al NBR, è più adatto alle applicazioni di tenuta ad alto carico, in particolare per pompe/valvole, giunti, tenute ausiliarie per cilindri oleodinamici, tubi flessibili idraulici e applicazioni di tenuta di fascia media-alta per macchinari industriali.

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Perché gli O-ring in HNBR sono adatti ai sistemi di climatizzazione automobilistica, ai refrigeranti e ai sistemi idraulici?

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Rispetto al comune NBR, l'HNBR offre prestazioni più equilibrate in termini di resistenza al calore, resistenza agli oli, resistenza all'ozono e resistenza all'abrasione ed è un materiale per guarnizioni di fascia media-alta comunemente utilizzato nei settori automobilistico e della refrigerazione.

Ottavo. Avviso di selezione: l'HNBR è un materiale performante, ma non universale

Il vantaggio dell'HNBR è molto evidente, tuttavia, al momento della selezione, verificare le seguenti condizioni:

In primo luogo, verificare il mezzo: olio minerale, carburante, gasolio, olio refrigerante, PAG, POE, refrigerante, olio idraulico o altri mezzi chimici.

In secondo luogo, verificare la temperatura: la temperatura a lungo termine e la temperatura massima a breve termine non devono essere valutate esclusivamente sulla base del campo teorico.

In terzo luogo, verificare la pressione e le condizioni dinamiche: in caso di alte pressioni, movimenti alternati, rotazione o vibrazioni, occorre considerare durezza, resistenza all'usura e progettazione antiestrusione.

In quarto luogo, verificare i requisiti di bassa temperatura: l'HNBR ad alto contenuto di ACN è più resistente agli oli, ma la flessibilità a basse temperature può diminuire.

In quinto luogo, verificare se è necessario sostituire l'FKM: Il costo dell'HNBR è generalmente inferiore a quello dell'FKM, ma in presenza di forti condizioni corrosive, di carburanti aromatici o di temperature estremamente elevate, l'FKM potrebbe comunque risultare più adatto.

Conclusione:

L'NBR è adatto per oli standard e per sigillature a basso costo; l'HNBR è adatto per i settori automobilistico, del condizionamento d'aria, della refrigerazione e dell'idraulica, dove sono richieste sigillature con maggiore resistenza alle alte temperature, maggiore durata e maggiore resistenza all'ozono e ai carichi meccanici.