1. למה חומר הקירור והשמן ה Refrigeration Oil מקצרים את חיי המפריד (O-Ring)

O-rings במערכות קירור נתונים לשלושה תהליכים בו זמנית.

ראשית, נפיחות החומר או הוצאת רכיבים ממנו. מולקולות קטנות של חומר הקירור חודרות לרשת הגומי, וגורמות לשינוי במשקל, בנפח, בעריכת הקשיות, בעוצמת המשיכה ובאחוז ההארכה; שמן הקירור יכול גם לחדור לגומי ולהוציא ממנו חומרים מרככים (plasticizers) וחומרים נוספים, מה שגורם לחומר להתרכך תחילה ואז להתקשות, או לקווץ לאחר שהגמרא מפסיקה לפעול. הנתונים של Chemours על R134a מדגישים במפורש כי לא ניתן להעריך את הנפיחות, את אובדן החומרים המרכנים ואת השינויים בתכונות המכניות על סמך חומר קירור אחד בלבד, מאחר שאין משפחת גומי אחת שמתאימה לכל חומרי הקירור החלופיים.

שנית, ביצוע לקוי בתנאי מחזור חום, התאוששות לקויה בטמפרטורות נמוכות ותקלה במערכת דחיסה (compression set). יישומים קירוריים במקטעים הקרים, באבזם (evaporator) ובצד הספיגה דורשים ערך נמוך של דחיסה מתמשכת (low compression set); גם יישומים במחזור החום הגבוה – במדחס, בצדו של הפליטה (exhaust) ובמשאבות החום – דורשים ערך נמוך של דחיסה מתמשכת. מידת... עיגול גומי דחיסה ארוכת טווח לא יכולה להחזיר באופן בסיסי את כוח החותם; ככל שהערך גדול יותר, כך קל יותר לאבד את כוח החותם.

שלישית, מחזור לחץ וסכנה של דקומפרסיה מהירה. מערכות HFC/HFO מתמקדות בעיקר בגידול, חדירה וסידור דחיסה; מערכות CO2/R744 צריכות גם לשים לב לנזק מהיר של דקומפרציה מולקולות CO2 נכנסות לגומי תחת לחץ גבוה, ושחרור לחץ מהיר יכול לגרום לגומי לפחיות פנימיות,

2. משרד החוץ בחירת חומרים לפי מערכת הקירור קודם

A. R134a / HFC + PAG או POE: התרחיש העיקרי עבור AC רכב וקרר מסורתי

ר134א מופיע בדרך כלל בשילוב עם שמן PAG במערכות מיזוג אוויר לרכב, ועם שמן POE במקררים, דחסים וציוד להפעלה חלקית. עבור טבעות O, החומר חייב לעבור אימות משותף מול נוזל הקירור HFC, שמן PAG/POE, الشيخנות תרמית, ירידה בלחץ סגירה והפסד בהתקנה. נתוני Chemours מראים כי התאמות של ר134א עם גומי, מתכת ואלאסטומרים דורשות אימות ספציפי לפרוייקט; נזילות שמן POE לר134א המבוסס על HFC מוגדרת בדרך כלל על ידי יצרן הדחסים או הציוד באמצעות בדיקות.

הנחיות מומלצות:

ב PARKER בספר החוברת של O-Ring, תרכובות CR מסומנות כשימושות בדרך כלל עבור R134a או R22 וחומרי קירור דומים, עם טווח טמפרטורה סטטי טיפוסי של -40 עד 100 ° C; טווח טמפרטורה HNBR הוא לעתים קרובות -35 עד 150

B. R1234yf / HFO + PAG או POE: כלי רכב אנרגיה חדשה, כלי רכב נוסעים AC, מערכות משאבת חום

R1234yf הוא נוזל קירור מסוג HFO ונהיה כיוון חשוב להחלפה במערכות מיזוג אוויר לרכב. נתוני חברת Chemours מציינים את Opteon YF כ-R-1234yf‏/HFO-1234yf; הוא מסווג כ-A2L לפי דרגות הבטיחות של ASHRAE ו-ISO 817: תכונות הביצועים והפעולה שלו דומות ל-R134a, אך יש להשתמש בשמן PAG או POE מיועד במיוחד ל-R1234yf, ולא ניתן להתייחס אליו כהחלפה פשוטה.

במונח תאימות חומרים, נתוני בדיקת התאימות של אלסטומר עם מתח קבוע שפרסמה Chemours בטמפרטורה של 100°‏C במשך שבועיים, בהשוואה בין R1234yf ל-R134a, הראו שהשינוי במשקל של חומר HNBR היה גדול יותר בעת טביעה ב-R134a, בעוד שהשינוי במשקל היה קטן יותר בעת טביעה ב-HFO-1234yf; השינוי במשקל של חומר EPDM היה בולט יותר מאשר זה של חומרים מסוג HNBR, NBR, EPDM ו-CR. חומר Viton® היה החזק ביותר, אך תוצאות יכולות להשתנות בהתאם לייצרן ולתהליך הייצור של החומר, ולכן יש לקבל מידע על כך מספק החומרים.

המלצות בחירה:

הערה: לא ניתן להמיר פשוט את מערכת ה-R134a ל-R1234yf, וגם לא ניתן לערבב את ה-R1234yf במערכת ה-R134a. חברת Chemours מציינת במפורש כי למערכת ה-R1234yf יש חיבורים ייחודיים; ערבוב של נוזלי קירור נחשב לזיהום צולב, ורכיבי המערכת מעוצבים במיוחד עבור נוזל קירור מסוים.

ג. נוזל קירור מעורב של HFC/HFO + שמן POE/PVE: משאבות חום, קירור מסחרי, מערכות קירור מוקפאות

מערכות קירור מסחריות ומשאבות חום משתמשות בדרך כלל בנוזלי קירור מסוג HFC, HFO או מעורב של HFC/HFO, והן משתמשות ברוב המקרים בשמנים מסוג POE, PVE או שמנת תערובת מיוחדת. לכן, מסקנות לגבי חומרים המשמשים במערכות R134a או R1234yf אינן ניתנות להחיל באופן ישיר על מערכות כגון R410A, R32, R454B, R513A, R1234ze ומערכות דומות, מאחר שהקוטביות, לחץ האדים, טמפרטורת הפעולה, התמיסות בין השמן לנוזל הקירור, וכן אריזות התוספים – כולן שונות.

לוגיקת הבחירה הראשונית:

מטרת התקן ASHRAE 97 היא להעריך את התאימות של חומרי איטום לחומרים במערכות קירור באמצעות בדיקת צינור זכוכית מוגרר; הצינור מכיל מקרר, שמן שמייד, וחומרים לבדיקה, הכל מוגרר בתוך צינור זכוכית, ובדרך כלל נפתח לאחר גילוי, ואז נערכת ניתוח איכותני או כמותני כדי לקבוע את התאימות או יציבות הכימית.

ד'. CO₂‏/R744 + PAG, POE או PAO: משאבת חום בעלת לחץ גבוה, קירור מסחרי, משאבת חום לאוטומובילים

CO₂/R744 הוא קטגוריה נוספת של בעיות. הקורוזיביות הכימית שלו אינה בהכרח חזקה, אך הסיכון ללחץ גבוה, חדירה ופיצוץ פתאומי הוא מאוד גבוה. נתוני החומר לסגירת מערכות מיזוג אוויר CO₂ של פארקר מדגישים כי הלחץ המופעל במערכת R744 גבוה באופן משמעותי לעומת זה של R134a; הלחץ המופעל במערכת R744 יכול להגיע ל-150–160 בר, והטמפרטורה יכולה להגיע ל-180° צלזיוס; בחירת חומר סגירה רך חייבת להתמקד בהתנגדות לפיצוץ פתאומי.

החומרות שפארקר מציגה לבחירת חומרי סגירה למערכות מיזוג אוויר CO₂ כוללות EPDM, FKM, HNBR ו-EPDM/BIIR, ומדגישה כי חומרים אלו חייבים לתמוך בטווח טמפרטורות של 55- עד 200+ מעלות צלזיוס, להיות תואמים לשמן מסוג PAG/PAO/POE, בעלי חדירה נמוכה והתנגדות מעולה לפיצוץ פתאומי.

המלצות לבחירת R744:

CO2/R744 לא יכול להשתמש תחליפי טבעות O רגילות של מכוניות. אפילו אם השם של החומר הוא אותו HNBR או EPDM, יש להבחין אם מדובר ב- R744 המוקדש, פורמולציה אנטי-פיצוץ-די-דקומפראציה.

3. מה? כיצד חומרים משווים

HNBR: הבחירה העיקרית למערכות מיזוג אוויר אוטומטיות

היתרון של HNBR הוא התנגדות טובה לשמנים, עמידות בחום, חוזק מכני ותפוקה מצוינת במערכת החזרה הקומפרסיבית. עבור מערכות R134a, R1234yf, שמן PAG ושמן POE, HNBR הוא בדרך כלל החומר המועדף לחגורות O למערכות מיזוג אוויר אוטומטיות, חתמות סטטיות לקומפרسور וחתמות לשלטים בקרתיים. נתוני Parker מראים כי דרגות רבות של HNBR יכולות לכסות טווח טמפרטורות של 35-/40- עד 150° צלזיוס, וחלק מהדרגות נמוכות הטמפרטורה מסומנות במיוחד למצבים של טמפרטורות נמוכות.

מתאים ל: מיזוג אוויר אוטומטי, צינורות R134a/R1234yf, חתמות סטטיות לקומפרסור, חלק מהמערכת של משאבות חום.

הערה: תוכן האקרילוניטריל (ACN) של HNBR, דרגת ההידרוגנציה, מערכת הקישור הצולב והמערכת הממלאת משפיעות באופן משמעותי על החזרה בטמפרטורות נמוכות, על ההתנפחות ועל שינויים במערכת החזרה הקומפרסיבית.

EPDM: עמידות טובה בטמפרטורות נמוכות, באוזון ובזדקנות תרמית, אך יש לאשר את התאימות לשמנים

הביצועים של EPDM בטמפרטורות נמוכות, התנגדות לאוזון ובזקן תרמי הם טובים; בהשוואה של Chemours בין R134a ל-R1234yf, השינוי במשקל של EPDM הוא קטן יחסית. עם זאת, EPDM אינו מתאים באופן טבעי לכל סוגי השמנים, במיוחד עבור R744, אשר דורש "EPDM עמיד לכול שמן PAG/POE ולחומר הקירור המוסף" – מה שדורש تركיבה מיוחדת. EPDM מותאם ל-R744 או שילוב של EPDM/BIIR יכולים לשמש כמועמדים למערכות CO₂ בעומס גבוה, אך יש לבדוק כל מקרה בנפרד.

FKM: חומר עמיד לטמפרטורות גבוהות ובעל חדירה נמוכה, אך אינו מתאים באופן אוניברסלי ל-R134a ול-R1234yf.

היתרון של FKM הוא עמידות לטמפרטורות גבוהות, עמידות לזקנת זמן, חדירה נמוכה של גזים ותאימות כימית רחבה; נתוני Parker מציגים דרגות שסומנו כמתאימות לסביבות טמפרטורה גבוהה, שמן חם, ממסים ארומטיים וסביבות כימיות רחבות. במבחן האלסטומר המוגבל במערכת קבועה של Chemours עבור R1234yf ו-R134a, השינוי במשקל של Viton® היה נמוך בהרבה מזה של HNBR, NBR, EPDM ו-CR.

לכן, FKM במערכות קירור צריך להתאים למותג ספציפי ובידוי מדיה ספציפי, ולא צריך להיות מובן כ"FKM הוא קצה גבוה ולכן הוא חל על כל חומרי הקירור".

NBR: בעלות נמוכה, אך לא מומלץ כדפויל עבור AC רכב לטווח ארוך

NBR זול, יש עמידות טובה לשמן מינרלי ויציבות מסוימת של המוצר, אבל היציבות הסביבתית של עמידות חום, עמידות לאוזון, ומערכת דחיסה ארוכת טווח היא בדרך כלל חלשה יותר מאשר HNBR. תרשימת פרקר מראה שהטמפרטורה המשותפת עבור NBR היא בעיקר -35 עד 100 ° C. ניתן להשתמש בו בתרחישים רגישים לעלות, דרישות טמפרטורה לחץ נמוכים, אך לא מומלץ כאל ברירה ברירת המחדל עבור R1234yf AC רכב,

CR: חומר הקירור המסורתי הוא שימושי, אבל יכולת טמפרטורה גבוהה מוגבלת

גומי CR/קלורופרין יש היסטוריה ארוכה של שימוש במקררים מסורתיים; תרשימת פרקר גם מציינת CR כפי שמשתמש לעתים קרובות עם R134a או R22, עם הגבול הגבוה הטיפוסי של הטמפרטורה סביב 100 ° C. עבור AC רכב מודרני ומשאבות ח

VMQ/FVMQ: טמפרטורה נמוכה טובה, אבל לחץ גבוה ופרמיה זקוקים לטיפול

גומי סיליקון וגומי פלורוסיליקון יש גמישות נמוכה בטמפרטורה נמוכה, מתאימה לכמה חותמות סטטיות בטמפרטורה נמוכה. אבל עוצמתם המכנית, עמידותם לקרע, חדירות הגזים והגירוש נגד לחץ גבוה הם בדרך כלל נחותים. כאשר משתמשים במערכות נוזלי קירור, יש להגביל אותן לחיסום סטטי עם מתח נמוך, ושימו לב לאיתור מלא ולמחזור תרמי.

4. מה? עיצוב לא יכול להסתמך רק על תחליף חומרים

מערכת קירור כישלון טבעת O הוא לעתים קרובות לא נגרם על ידי חומר לבדו, אלא מורכב על ידי חומר, חור ותהליך.

שולי נפיחות. ספר ההוראות של פארקר מציין שתופחה סטטית של החומר החותם ב-25%–30% בנפח לפעמים ניתנת לספיקה, אך תופחה דינמית של החומר החותם בדרך כלל לא אמורה לעלות על 10%; תופחה מוגזמת מגבירה את הסיכון ליציאה חיצונית כאשר לחץ הדחיסה יורד.

הגנה מפני יציאה חיצונית. מערכות בלחץ גבוה, דוחסים ומערכות CO₂‏/R744 דורשות הקטנת רוחב החריץ המאפשר יציאה חיצונית, ושימוש בטבעות תמיכה כאשר זה נדרש; הלחץ הגבוה דוחף את טבעת ה-O לצד החריץ הנמוך בלחץ, מה שגורם ליציאה חיצונית, וטבעות התמיכה יכולות להפחית סיכון זה.

בחירת הקשיות. קשיות 70A משמשת בדרך כלל לחיבורים סטטיים כלליים ולחיבורי צינורות מיזוג אוויר באוטומובילים; קשיות 80A משמשת בלחצים גבוהים יותר או בהרכבות מחמירות יותר; קשיות 90A משמשת בדרך כלל במערכות CO₂‏/R744, בדוחסים בלחץ גבוה או במיקומים שבהם נדרשת הגנה מפני יציאה חיצונית, אך עמידות החזרה בטמפרטורות נמוכות והיכולת לחתום בהרכבה עשויות לרדת.

אימות בטמפרטורות נמוכות. אי אפשר להסתפק בבדיקה של הערך '40-°C' בגיליון החומרים. בדיקות של משאבות חום לאוטומובילים וקירור בטמפרטורות נמוכות חייבות לאמת את TR10, את ההתאוששות מהלחיצה בטמפרטורות נמוכות, את הדליפות בזמן ההפעלה הראשונית לאחר עמידה בטמפרטורה נמוכה ואת הדליפות במהלך מחזורי חום; קשיחות הגומי בטמפרטורות נמוכות וחוסר לחיצה מספקת – כל אלו גורמים לדליפות באופן קל ביותר בעת ההפעלה הראשונית לאחר עמידה.

המשטח וההרכבה. טבעות O של חיבורי צינורות סובלים לעיתים קרובות מחתכים, התפתלויות, הרכבה יבשה ובעיות חיכוך בהרכבה. יש לשלוט בזווית השיפוע (צידוד), בעדינות המשטח, בשימוש בסם הרכבה ובהתאמה הדוקה בין הסם להגנה מפני דליפות; במערכות R1234yf ו-CO₂ יש גם להימנע משימוש במוצרים שכולים שמן שעלולים לפגוע באיכות זיהוי הדליפות או למל contamination.

5. תהליך האישור המומלץ

בחירת טבעות O לסוגי הקירור והשמן המומלצת כוללת לפחות ארבע קטגוריות של אישורים:

ASTM D471 מכסה את השינוי באיכות הגומי, בנפח, בקשיות, בחוזק המתיחה ובאחוז האורכתיות לאחר טבילה בנוזל, וזו השיטה הבסיסית לסינון התאימות של שמן קירור. אך החומר המקרר עצמו אינו הנוזל הרלוונטי היחיד, ובדיקת החומר צריכה להתבצע יחד עם בדיקת קיום משותף של חומר מקרר/שמן תחת לחץ. Trelleborg מזכיר גם שטבלאות התאימות מבוססות על נתונים ציבוריים ובדיקות מעבדה, ובדיקת טמפרטורת החדר לטווח קצר אינה יכולה לייצג באופן מלא את תנאי השדה; המשתמשים צריכים לאשר באמצעות בדיקת יישום מעשי.

במערכות לחץ גבוה של CO₂/R744 יש להוסיף גם את בדיקת שחרור הלחץ הפיצוצי RGD/AED. ISO 23936-2 ו-NORSOK M710 קשורים לאימות התאמה של חומרים לא מתכתיים, כאשר נספח B של NORSOK M710 הוא בדיקת שחרור גז מהיר, הנקראת גם בדיקת שחרור לחץ פיצוצי.

6. המלצות לבחירה ללקוחות

לקוחות מיזוג אוויר לרכב

טבעות O לחיבורי צינורות R134a או R1234yf במיזוג אוויר לרכב, עם עדיפות ראשונה ל-HNBR 70A/80A; בחלקי החיבור בצד הלחץ הגבוה ובמחבר הקומפרסור ניתן לשקול HNBR 80A/90A. במערכות משאבת חום לרכב נייד אנרגיה חדשה ובקומפרסורים חשמליים יש לאשר באופן עצמאי את השימוש בשמן POE או בשמן PAG מיוחד, ולא להסתמך רק על הניסיון עם שמן PAG עבור רכב דלק עם R134a.

לקוחות משאבות חום

האתגר העיקרי במערכות משאבת חום הוא טווח רחב של מחזור טמפרטורות גבוה-נמוך, הדורש פעילות סימולטנית של התאוששות בטמפרטורה נמוכה בצד הספיקה והלחיצה בטמפרטורה גבוהה בצד הפליטה. מומלץ לתת עדיפות לניסוי חומרים כמו HNBR לטמפרטורות נמוכות, EPDM ו-FKM עם ניסיון מוכח, ולא לבחור רק לפי טבלאות תחרותיות רגילות של חומרים מול מדיה.

לקוחות קומפרסורים

המיקוד בחיבורים של מדחס הוא שמן קירור בטמפרטורות גבוהות, התמוססות במאגר הקירור, גלי לחץ ומערכת דחיסה ממושכת. HNBR הוא בחירה נפוצה; באזור הטמפרטורות הגבוהות ניתן להעריך חומרים מיוחדים מסוג FKM, אך יש לאמת זאת בשמן קירור ובמאגר קירור אמיתיים. מדחסי CO₂ חייבים להיות מעוצבים בהתאם ללוגיקה של החיבור בלחץ גבוה של R744.

לקוחות ציוד קירור CO₂‏/R744

לעדיפות על ספקים שיספקו נתונים על תרכובות מיוחדות ל-R744‏/CO₂, כולל התנגדות להתפוצצות מפתאומית, חדירות נמוכה, מחזורי לחץ, התאוששות בטמפרטורות נמוכות, ותאימות לשמן קירור מסוג PAG‏/POE‏/PAO. שמות חומרים רגילים כמו HNBR רגיל, EPDM רגיל או FKM רגיל אינם מהווים הוכחה מספקת.

7. התחומים שחייבים לאושר בהזמנות או בתקשורת טכנית

בעת ביקוש הצעות מחיר מספקים של חיבורים, יש לספק לפחות את המידע הבא:

8. השגיאות הנפוצות ביותר

שגיאה ראשונה: התבוננות רק בחומר הקירור, ולא בשמן הקירור. הנפיחות והמאפיינים בטמפרטורות נמוכות של PAG, POE, PAO ו-PVE שונים; השמן לעתים קרובות קובע את הנפיחות והקשיות של הגומי יותר מאשר המקרר.

טעות שנייה: יישום ישיר של החוויה עם R134a על R1234yf. הביצועים של R1234yf דומים ל-R134a, אך המערכת, השמן, דרישות הבטיחות מסוג A2L והממשק לשירות הם כולם שונים; חומרים חייבים לעבור אימות עצמאי מול R1234yf יחד עם השמן שצוין.

טעות שלישית: האמונה כי FKM תמיד עדיף על HNBR. ל-FKM יתרונות בטמפרטורות גבוהות ובחדירה נמוכה, אך במבחני בחירה של R134a‏/R1234yf, שינוי המשקל של Viton® אינו בהכרח הקטן ביותר; יש לבדוק את הפורמולה הספציפית ואת המבחנים המעשיים.

טעות רביעית: בחירת CO₂‏/R744 רק לפי תאימות כימית. הסיכון המרכזי של R744 הוא הלחץ הגבוה, החדירה, הדקומפרסיה המהירה, התנגדות להידחף וקופץ בטמפרטורות נמוכות; טבלאות תאימות מקררים רגילות אינן מספיקות.

טעות חמישית: טיפול בצבע כהוכחה לחומר. טבעות O ירוקות נפוצות במערכות מיזוג אוויר אוטומטיות מסוג HNBR, אך הצבע אינו הוכחה לחומר; יש לבדוק את דרגת החומר, הסדרה, הקשיחות, דוח המבחנים ואימות היישום.