FEP/PFA-omsluttet O-ringer er mer egnet for scenarier der mediet er svært korrosivt, men tetningen fortsatt trenger elastisk kompensasjon; faste PTFE-O-ringar er meir eigna for scenarier som berre krev statisk tetning, spor som er lett å installere, kontrollerbar kompresjonskraft og prioritering av ekstrem kjemisk motstand og renheit. Ingen av dei er ein fullstendig erstatning for ein vanleg gummiring O-ring , og spesielt bør dei ikkje brukast til dynamiske tetningar med høg frekvens, slurry med slibande partiklar eller scenarier der stor strekkinstallasjon er naudsynt.

1. Sentral skilnad: Den eine er ein «sammensett elastisk tetning», den andre er ein «plastisk statisk tetning»

FEP/PFA-omsluttede O-ringer består vanligvis av et ytre FEP- eller PFA-fluorplastomslutningslag og en indre elastisk kjerne av VMQ-silikon eller FKM-fluor-gummi. Den ytre skinnen gir kjemisk motstand lik PTFE, mens den elastiske indre kjernen gir kompresjonsrebound og tettningsforspentning; bransjedata definerer tydelig at omslutningslaget gir kompresjonsrebound og tettningsforspentning, at det ytre laget er kjemisk motstandsdyktig og at den indre kjernen er et statisk tettingselement uten sveifuger.

Massive PTFE-O-ringer er laget av hel PTFE-materiale, som i seg selv er kjemisk motstandsdyktig og har god renlighet, men de er ikke gummielastomere og mangler evnen til elastisk rebound-gjenoppretting som gummi har; de brukes hovedsakelig til statisk tetting av aksler, flensetetning eller i konstruksjoner der manglende elastisk rebound kan behandles som en kontrollerbar begrensning, forutsatt at det legges spesiell vekt på design og montering.

Derfor bør man ikke svare direkte på kundens spørsmål «hvilken er bedre av en omsluttet O-ring og en solid PTFE O-ring», men først avgjøre: Trenger denne posisjonen elastisk kompensasjon? Er monteringsrommet tilstrekkelig? Er mediet korrosivt eller slibende? Oppstår det ofte behov for demontering/montering på nytt?

2. I hvilke situasjoner er FEP/PFA-omsluttede O-ringer egnet?

2.1 Kjemisk sterke medier, men som fortsatt krever O-ringens evne til å returnere til opprinnelig form

Dette er den klassiske anvendelsen av omsluttede O-ringer. Mange kjemiske medier får NBR, EPDM og FKM til å svelle opp, hardne, løse seg opp eller utvise permanent kompresjonsdeformasjon; men bruk av en solid PTFE O-ring kan føre til lekkasje i senere fase på grunn av utilstrekkelig elastisk tilbakeføring, lekkasje ved termisk syklus eller ustabil montering. Den omsluttede O-ringen ligger nøyaktig mellom disse to alternativene: ytre lag isolerer mot korrosjon, løsemidler og rengjøringsvæsker, mens det indre laget av VMQ eller FKM fortsetter å gi elastisk tetting.

Egnede posisjoner inkluderer: flenser for kjemiske rørledninger, deksler for reaksjonskar, filterhus, statiske tetninger på pumpekroppen, tilkoblinger på ventilkar, visvinduer, endekapsler, patrontilkoblinger, prøvetakingsporter og instrumentporter osv.

2.2 Mat-, farmasøytisk og biologisk prosessbruk der rene kontaktflater kreves

Overflaten på FEP/PFA-omslagslaget er ren, har lav adhesjon og lav friksjon, og materialet i seg selv er egnet for hygien- og desinfeksjonsrelaterte medisinske anvendelser. Leverandørens data plasserer også omviklede O-ringar i kjemisk, farmasøytisk, mat- og andre industrier, grunnen er materialets kjemiske kompatibilitet, fysiologiske sikkerhet og lavere permeabilitet.

Typiske anvendelser inkluderer: CIP/SIP-rensesystemer, farmasøytiske rørledninger, mat- og drikkeventiler, sanitære fittings, filtre, fyllingsutstyr, prøvetakingsventiler og lignende tetninger.

2.3 Statisk tetning i ventilindustrien, ikke høyfrekvente dynamiske tetninger på ventilstamme

I ventildelen er FEP/PFA-omsluttede O-ringar eigna for ventiltak, ventiltilkoplingar, endeplater, flensar på ventilkroppen, grensesnitt mot aktuatorar og liknande statiske eller lågfrekvente dynamiske tetninger. Leverandørdata plasserer ofte omsluttede O-ringar hovudsakleg som brukte for aksial eller radial statisk tetting.

De er derimot ikkje eigna som direkte tetningar for ventilstenger med høg frekvens, roterande akseltetningar eller dynamiske tetningar for partikkelmedium. Grunnen er at den ytre FEP/PFA-huda er korrosjonsbestande, men relativt tynn; dynamisk friksjon, skarpe hjørner, strekk, vriing, slitasje og avstøpingsmerke kan alle føre til skade på omslutningslaget.

2.4 Scenario der betre tettingskompensasjon enn solid PTFE er naudsynt

Hvis en tetningsflate har små maskinfremstillingsskjevhetar, temperatursvingingar, trykksvingingar, start under lågt trykk, gjentatt demontering eller utilstrekande tilbakestøt frå fast PTFE, kan dette bli ein risikopunkt. I slike situasjonar har den innkapsla O-ringa, på grunn av elastisiteten i kjernen, vanlegvis større evne til å halde kontaktkraft enn fast PTFE. Leverandørdata viser også at ytre skallet i den innkapsla strukturen gir skjerming, medan innerkjerne gir komprimering, tilbakestøt og tetningskraft.

I desse applikasjonane blir den innkapsla O-ringa ofte forstått av kundar som ein «kompromissløysing» som er «meir kjemisk resistenta enn gummi og meir elastisk enn PTFE».

3. Korleis velje FEP-innkapsling eller PFA-innkapsling?

FEP-innkapsling er vanlegvis ei meir vanleg og økonomisk løysing, og er passande for dei fleste konvensjonelle kjemiske, mat- og farmasøytiske statiske tetningar. Den kontinuerlege brukstemperaturen for FEP-material er vanlegvis opp til ca. 205 °C; denne varierer mellom ulike produsentar, strukturar og kjerner.

PFA-omslutning er egnet for høyere temperaturer, strengere rengjøringskrav og mer tydelig termisk syklisering, der det kreves høyere motstand mot revning; leverandørens data understreker vanligvis at PFA har bedre mekanisk styrke, bedre motstand mot revningsbrudd og en driftstemperatur som kan nå opptil 260 °C.

Enkel vurdering:

4. Hva er VMQ-elastisk kjerne og FKM-elastisk kjerne egnet for?

VMQ-silikongjerne er myk, har lav kompresjonskraft og god mykhet ved lave temperaturer, og er egnet for lavtrykk, matindustri, farmasøytiske applikasjoner og rene rom-utstyr, samt for montering på mer skjøre materialer som glass eller plast; både massiv og hul silikongjerne er vanlige, men den hule silikongjernen har lavere kompresjon og er egnet for konstruksjoner med begrenset plass eller der tetting er spesielt følsom.

FKM-fluor-gummi-kjerne har vanligvis bedre ytelse når det gjelder permanent deformasjon ved kompresjon, er mer motstandsdyktig mot olje, brenselsoljer, visse løsemidler og langvarig statisk tetting ved høy temperatur. Noen data indikerer også at hvis omhyllet lag er skadet, kan FKM-kjerne bedre motstå kjemisk angrep.

Men det må understrekes: Den omsluttede O-ringens kjemiske motstandsdyktighet skyldes hovedsakelig den ytre FEP/PFA-bekledningen, og man bør ikke anta at den indre kjernen kan ha langvarig direkte kontakt med mediet.

5. I hvilke situasjoner er faste PTFE-O-ringer egnet?

5.1 Kun statisk tetning, og sporet er lett å montere i

Faste PTFE-O-ringer er best egnet til endeflater, flenser, inspeksjonsvinduer, inspeksjonsåpninger, rørforgreninger og lignende statiske tetningsposisjoner. Trelleborg klassifiserer PTFE-O-ringer som egnet for aksial statisk tetning eller flangetetning; karakteristisk er deres motstand mot nesten alle kjemikalier og høy temperatur, samt muligheten for nøyaktig bearbeiding.

Med andre ord likner faste PTFE-O-ringer mer på en sirkulær PTFE-tetting enn på en tradisjonell gummibasert O-ring; de krever bare et sporets åpning, komprimerbarhet og en flatt tetningsflate – ingen stor strekkmontering er nødvendig for at de skal utnytte sine gode korrosjonsbestandige og rene egenskaper optimalt.

5.2 Mediet er svært korrosivt, og man ønsker ingen gummikjerne

Noen kunder ønsker ikke at tettningsdelen deres skal inneholde noen gummikomponenter, eller er bekymret for gummiekstrakt, forurensning, oppløsning, aldring eller gjennomtrengning av medier som angriper den indre kjernen. I slike tilfeller er faste PTFE-ringtettninger mer egnet. PTFE-ringtettninger brukes ofte når elastomerer fullstendig ikke oppfyller kravene til kjemisk eller termisk stabilitet i driftsforholdene og er bredt anvendt i kjemisk industri, petrokjemisk industri, medisinsk industri og matindustri.

Typiske anvendelser inkluderer: rørledninger for sterke syrer og baser, løsningsmiddelsystemer, kjemisk utstyr med høy renhet, laboratorieinstallasjoner, våte prosessutstyr for halvledere, statiske pakningsforseglinger for utstyr i mat- og farmasøutrustning.

5.3 Spesielle mål, små serier, krever maskinbearbeiding og rask levering

Fast PTFE-ringar kan vanligvis produseres ved hjelp av maskinbearbeiding, ikke nødvendigvis ved hjelp av gummiformer, og derfor er spesielle mål, ikke-standard tverrsnitt og små serier mer fleksible.

Dette er svært verdifullt for reservedeler, utskifting av eldre utstyr, ikke-standard flenser, spesielle spesifikasjoner og lokalisering av reservedeler for importert utstyr.

6. Hovedrisikoer knyttet til faste PTFE-ringar

6.1 Utilstrekkelig elastisk tilbakeføring

PTFE har ikke evnen til å gjenopprette seg som gummielastomerer; data viser tydelig at den elastiske tilbakeføringsevnen til PTFE-ringar er svært svak, og tettingssystemet samt monteringsdesignet må ta hensyn til dette punktet.

Dette betyr: hvis tettingsflaten har skraper, utilstrekkelig planhet, termisk utvidelse eller krymping, trykkvariasjoner eller redusert skruespennkraft over tid, kan faste PTFE-ringar ikke automatisk kompensere på samme måte som gummiringar.

6.2 Uegnet for dynamiske tetninger med høy frekvens

PTFE har i seg selv lav friksjon, men faste PTFE-O-ringar manglar elastisk tilbakeføring, og data viser at denne utilstrekkelige tilbakeføringa utelukkar i praksis bruken av PTFE som dynamisk tetning.

Dersom det gjeld ventilstamme, stempelstang, roterande akse, sylinderventil eller liknande dynamiske posisjonar, bør ein heller vurdere PTFE-lippe-tetning, fjær-energiserde tetningar, fyllstoff, kombinasjonstetningar eller kompatible material, framfor å bruke faste PTFE-O-ringar direkte.

6.3 Montering og spor – strengare krav

Faste PTFE-material er ikkje eigna for montering med stor strekk, og data anbefalar at dei helst brukast som flenskobling eller dekselplatepakning, og varsel om at lukka spor-montering ofte er meir avgrensa, der kompresjonsmengda vanlegvis må kontrollerast strengt.

Derfor er det ikkje anbefalt å bruke faste PTFE-O-ringar i djupt lukka spor, der dei må tvingast over tråd eller akseskulder, og det er ikkje anbefalt å bruke skarpe verktøy for å løfte dei.

7. Samanliknings-tabell mellom dei to

8. Anbefalinger for bransjeapplikasjoner

Kjemisk industri:

Gi prioritet til FEP/PFA-omsluttede O-ringar for bruk i pumpekropp, ventiler, filterhus, reaksjonskar, rørforbindelser og tilsvarende statiske tetningsposisjoner, spesielt under driftsforhold med hyppig endring av syrer, baser eller løsemidler. Dersom utstyret har plan flens, dekselplater eller inspeksjonsporter med åpen installasjonsplass og tilstrekkelig kompresjonskraft, kan massive PTFE-O-ringar velgast.

Matvareindustrien:

FEP/PFA-omsluttede O-ringar er eigna for rene overflater der hygiene, lav vedhering og lav friksjon er avgjerande, og der materialet framleis må ha elastisk kompensasjon – til eksempel i kartrissar, ventilar og filtreringsutstyr. Massive PTFE-O-ringar er eigna for statiske dekselplater, flensar eller situasjonar der ein ikkje vil at gummidelar skal komme i kontakt med produktet.

Legemiddelindustrien:

Hvis tetthetspålitelighet krever elastisitet og rengjøring/sterilisering etterpå fortsatt krever fjærkraft, velges vanligvis en o-ring med kapsling som førstevalg; hvis kunden legger vekt på ekstremt lav utvasking, ingen gummikjerne og høy renhet i kontaktområdet, og tetting er begrenset til statisk kompresjon, bør faste PTFE-o-ringer vurderes.

Ventilindustrien:

Statisk tetting rundt ventildeksel, endekapsler og ventilsete er vanligvis utført med FEP/PFA-kapslede o-ringer eller faste PTFE-o-ringer; for ventilstenger, roterende aksler og posisjoner med hyppig åpning/lukking bør ikke bare disse to typene o-ringer brukes, men dynamisk tettingsdesign bør vurderes på nytt.

9. Valgkriterier – minnebok

Bruk denne logikken ved samtaler med kjemikunder:

Første spørsmål: Finnes det relativ bevegelse?

Ved høyfrekvent reciprokerende eller roterende bevegelse, eller ved slibende partikelfriksjon, må både kapslede o-ringer og faste PTFE-o-ringer behandles med forsiktighet; prioriter et dedikert dynamisk tettingsløsning.

Andre spørsmål: Kreves det elastisk kompensasjon?

Når tilbakestøt, lavtrykksforsegling, kompensasjon for termisk syklisering og toleranse for monteringsfeil er nødvendig, prioriteres FEP/PFA-omsluttede O-ringar.

Tredje spørsmål: Skjer det berre statisk forsegling på endeflaten?

Dersom det gjeld flenser, dekkplater, inspeksjonsporter eller åpne riller med tilstrekkelig kompresjonskraft, er faste PTFE-O-ringar gjennomførbare.

Fjerde spørsmål: Er temperaturen nær eller over 200 °C?

Ved konvensjonelle temperaturar er FEP-omslutning meir økonomisk; ved høge temperaturar, termisk syklisering og strengare rengjøringskrav prioriterast PFA-omslutning.

Femte spørsmål: Vel VMQ eller FKM for kjernen?

Ved låg kompresjonskraft, låge temperaturar og i reine utstyrssystemer vel ein VMQ; dersom man prioriterar motstand mot permanent deformasjon ved kompresjon, olje/løysmiddelresistens og langvarig stabilitet, vel ein FKM.