Уплотнительные кольца из EPDM и FKM, стойкие к химическим воздействиям, для фильтр-прессов и флотационных машин

Фильтр-прессы и флотационные машины являются основными рабочими агрегатами в процессах обогащения полезных ископаемых, очистки сточных вод и химического производства. Они функционируют в циклическом режиме при высоком давлении и воздействии агрессивных химических веществ, поэтому целостность уплотнений имеет первостепенное значение. Фильтр-прессы, применяемые для разделения твёрдой и жидкой фаз, подвергают уплотнения воздействию пульпы, содержащей кислоты (например, серную кислоту при выщелачивании меди), щёлочи (каустическую соду при производстве глинозёма) и окислители. Флотационные ячейки, предназначенные для разделения минералов с помощью воздушных пузырьков, работают в турбулентной, насыщенной воздухом среде с использованием различных пенообразователей и собирателей (часто органических реагентов, таких как ксантогенаты).

Этиленпропилендиеновый мономер (EPDM) — это неполярный эластомер, известный своей превосходной стойкостью к полярным веществам. Он демонстрирует исключительно высокие эксплуатационные характеристики при контакте с горячей водой и паром (до 150 °C), щелочи, кислоты (включая фосфорную и уксусную), силиконовые масла и смазки, а также тормозные жидкости на спиртовой основе. Его превосходная стойкость к озону и атмосферным воздействиям делает его идеальным для наружных установок. Однако EPDM обладает крайне низкой стойкостью к нефтепродуктам — маслам, смазкам и топливам, что серьёзно ограничивает его применение в общепромышленных системах смазки.

Фторуглеродный эластомер (FKM) закрывает этот пробел. Он обладает высокой стойкостью к маслам, топливам, ароматическим углеводородам и многим органическим растворителям, а также хорошей стойкостью к кислотам (хотя и не такой универсальной, как у EPDM, в отношении сильных кислот). FKM выдерживает более высокие температуры по сравнению с EPDM. Таким образом, конструкция машины определяет выбор уплотнительного материала: EPDM — для линий воды/пара, участков кислотной промывки или зон, подверженных воздействию полярных химических веществ; FKM — для гидравлических систем, точек смазки или участков, где циркулируют технологические жидкости на основе углеводородов.

Стандарт AS324 задаёт точные допуски на размеры этих уплотнений, обеспечивая их идеальную посадку в канавки уплотнительных колец на пластинах, рамах и соединениях коллектора. Распространённой причиной отказа является применение неподходящего материала в среде с комбинированными рабочими средами. Например, в фильтр-прессе на российском калийном руднике для линий промывки водой могут использоваться уплотнения из EPDM, тогда как для гидравлического механизма сдвига пластин требуются уплотнения из FKM.

Системный подход включает в себя:

1. Анализ рабочих жидкостей: перечисление всех химических веществ, с которыми будет контактировать уплотнение, включая моющие средства.

2. Картирование температурных и давленческих условий: выявление наиболее жёстких режимов эксплуатации.

3. Механическая оценка: учёт частоты циклов, перемещения пластин и потенциального проникновения абразивных частиц.

4. Стандартизация: использование обозначений по стандартам AS568/AS324 («dash numbers») для повышения эффективности закупок.

Горнодобывающие операции в угольном бассейне Индии и фосфатных регионах США внедрили спецификации материалов для каждой точки уплотнения на своих фильтр-прессах. Эта практика в сочетании с регулярным осмотром уплотнений при замене фильтровальной ткани позволила сократить незапланированный простой более чем на 40 %. В отдельных случаях для решения уникальных задач, когда одного материала недостаточно, рассматриваются уплотнения из двух материалов или специальные процессы нанесения покрытий.