Wielu klientów, pracowników działu sprzedaży, a nawet inżynierów rozumie pojęcie „FKM – fluoroelastomer” O-kręg „ jako materiał wysokiej klasy”, „materiał odporny na wysokie temperatury” lub „materiał odporny chemicznie”, co prowadzi do niebezpiecznego błędnego przekonania: im wyższy stopień FKM, tym lepszy; w związku z tym w fazie przygotowania budżetu można po prostu przejść na FKM. Takie podejście jest niekompletne i może nawet doprowadzić do precyzyjnego awarii. Zalety FKM są rzeczywiście oczywiste: odporność na wysokie temperatury, odporność na paliwa, oleje, ozon/starzenie oraz odporność na wiele węglowodorów i części medi chemicznych — jednak nie jest to materiał uniwersalny, zwłaszcza w przypadku działania w środowisku wody/paru, niskich temperatur, niektórych mediach amonowych, środowiskach o wysokim pH (zasadowych) oraz części estrów/ketonów, gdzie jego właściwości są gorsze niż u EPDM, FEPM/AFLAS, FFKM, FVMQ lub specjalnych gatunków FKM przeznaczonych do pracy w niskich temperaturach. Dobór materiału powinien opierać się na warunkach eksploatacji, a nie na cenie. Przewodnik materiałowy Trelleborg podkreśla również, że wydajność elastomerów ocenia się komprehensywnie, uwzględniając jednocześnie zmiany objętości (pęcznienie), utwardzanie, pękanie oraz weryfikację w rzeczywistych warunkach zastosowania.

1. W czym FKM naprawdę się wyróżnia

Typową zaletą FKM jest uszczelnianie w warunkach wysokiej temperatury oleju, paliwa oraz wielu innych odczynników węglowodorowych. Zgodnie z danymi firmy Trelleborg typowy zakres temperatur roboczych FKM wynosi od −20 °C do +200 °C, a krótkotrwała eksploatacja jest możliwa nawet przy temperaturze około +230 °C; odpowiednie kompozycje materiału pozwalają obniżyć dolny limit temperatury roboczej do około −35 °C. Firma Trelleborg wskazuje również, że FKM jest powszechnie stosowany w środowiskach wysokotemperaturowych olejów mineralnych i smarów. Materiał Viton™ firmy Chemours podsumowuje zalety FKM jako odporność na oleje, paliwa i smary oraz niską przepuszczalność dla wielu innych substancji.

W związku z tym FKM często stanowi rozsądny wybór w poniższych warunkach eksploatacyjnych:

Kluczowy punkt: główną zaletą FKM jest „odporność na wysoką temperaturę + paliwo/olej paliwowy/hydrokarbony + częściowe media chemiczne”, a nie „zgodność ze wszystkimi substancjami”.

2. Największe nieporozumienie: odporność FKM na wysoką temperaturę ≠ odporność na parę wodną

Często używane w komunikacji sprzedażowej sformułowanie brzmi: „ta temperatura jest wysoka – użyj FKM”. To stwierdzenie jest tylko w połowie prawidłowe: sucha temperatura, olej o wysokiej temperaturze oraz para wodna o wysokiej temperaturze to nie te same warunki eksploatacyjne. FKM wytrzymuje wysokie temperatury, ale standardowy FKM niekoniecznie jest niezawodny w środowisku gorącej wody i pary wodnej.

Tabela zgodności Trelleborg ocenia ogólny FKM jako „nieodpowiedni” w przypadku pary wodnej o temperaturze <150°C i >150°C; ta sama tabela ocenia EPDM jako materiał „dobrze dopasowany” do zastosowań z parą wodną poniżej 150°C; powyżej 150°C przydatność EPDM również maleje. Dlatego wiele zaworów wody, systemów do wody pitnej, urządzeń do czyszczenia parą, systemów CIP/SIP oraz systemów wody kotłowej nie preferuje FKM, a zamiast tego najpierw rozważa następujące materiały.

Jeszcze jedna ważna uwaga: nie wszystkie gatunki FKM wykazują taką samą odporność na wodę/parę wodną. Materiały firmy Chemours pokazują, że różne systemy utwardzania wpływają na odporność na wodę, parę wodną oraz kwasy; system utwardzany nadtlenkowo charakteryzuje się wyższą odpornością. Dlatego w ocenie inżynierskiej należy jasno określić: ogólnego FKM nie należy domyślnie stosować w warunkach działania pary wodnej; jeśli konieczne jest użycie FKM, należy określić i zweryfikować specjalny gatunek odporny na wodę/parę wodną.

3. Drugi błąd pojęciowy: odporność chemiczna FKM ≠ odporność na kwasy i silne zasady

FKM jest często reklamowany jako materiał „o dobrej odporności chemicznej” – stwierdzenie to samo w sobie nie jest błędne, ale łatwo prowadzi do nieporozumień, np. do przekonania, że materiał ten jest odporny na wszystkie chemikalia. W szczególności w środowiskach zawierających aminy, silne zasady, odczynniki do czyszczenia o wysokim pH, niektóre katalizatory estrów oraz mieszaniny amoniaku/amin FKM może ulec uszkodzeniu.

Materiał Viton™ firmy Chemours wyraźnie stwierdza, że zwykłe fluoroelastomery o częściowej strukturze fluorowęglowodorowo-olefinowej są podatne na atak materiałów o wysokim pH, w tym silnych zasad i amin; ogólnie stosowane fluoroelastomery nie wykazują również odporności na niektóre niewielkie cząsteczki związków estrów, takie jak MEK, octan propylu oraz aminy. W dalszej części dokumentacji materiału stwierdzono, że specjalistyczne fluoroelastomery klasy ETP (FKM) mogą znacznie poprawić odporność na silne zasady, aminy oraz estry/ketony/alkohole.

Tabela zgodności Trelleborga wskazuje również, że w przypadku amin pierwotnych, np. metyloaminy, etyloaminy, propyloaminy i aliloaminy, EPDM oraz FFKM są oceniane jako lepsze niż ogólny FKM, przy czym ogólny FKM jest wymieniony jako nieodpowiedni. Oznacza to, że w środowiskach zawierających aminy nie można automatycznie stosować materiałów droższych – np. FKM – bez dodatkowej analizy; poprawną metodą jest potwierdzenie typu aminy, jej stężenia, temperatury, zawartości wody, pH oraz tego, czy chodzi o roztwór mieszany, a następnie wybór odpowiedniego materiału, takiego jak EPDM, FEPM, FFKM, FKM typu ETP lub inny materiał specjalistyczny.

4. Trzeci błąd myślowy: niskotemperaturowa odporność FKM jest również zawsze dobra

Elastyczność FKM w niskich temperaturach nie jest wyjątkowa. Wiele ogólnych FKM O-ringi stają się twarde w niskich temperaturach, mają wolniejszy odskok i mogą powodować wycieki w niskich temperaturach po zimnym starcie lub postoju w warunkach niskich temperatur. Trelleborg określa dolny limit temperatury dla ogólnego FKM na poziomie zwykle -20°C; odpowiednie mieszanki mogą osiągać temperaturę nawet -35°C; natomiast typowa wydajność niskotemperaturowa ogólnego EPDM może wynosić około -45°C i materiał ten jest również stosowany w środowiskach gorącej wody oraz cieczy hamulcowej typu glikol etylenowy.

Materiał Viton™ firmy Chemours zaznacza również, że zwiększenie zawartości fluoru zazwyczaj poprawia odporność na ciecze, ale pogarsza elastyczność w niskich temperaturach; wartości elastyczności w niskich temperaturach (TR-10) standardowych typów FKM A/B/F różnią się znacznie, podczas gdy materiały przeznaczone specjalnie do pracy w niskich temperaturach, takie jak GLT-S i GFLT-S, zostały opracowane w celu wyeliminowania tej słabości. Jest to bardzo istotne przy doborze materiałów inżynierskich: FKM o wysokiej zawartości fluoru nie zawsze jest lepszym wyborem do uszczelnień wymagających zimnego startu niż FKM przeznaczony do pracy w niskich temperaturach.

5. FKM i EPDM nie są «materiałami wysokiej i niskiej klasy» — warunki ich eksploatacji są przeciwne

FKM i EPDM są często porównywane obok siebie, ale nie stanowią prostego związku „wysoka/niska jakość” — są one odpowiednie do bardzo różnych mediów.