EPDM О-кольца вода, горячая вода, низкодавленный пар, охлаждающая жидкость на основе этиленгликоля/пропиленгликоля, тормозная жидкость/тормозная жидкость на основе этиленгликоля, а также окружающая среда с высоким содержанием озона; в целом не подходят минеральные масла, смазочные материалы, гидравлические масла, бензин, дизельное топливо и другие нефтепродукты.

EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук) — это эластомер, получаемый из этилена, пропилена и небольшого количества третьего мономера. В справочной литературе типичные преимущества EPDM обычно связывают с устойчивостью к озону, атмосферным воздействиям, низким температурам и высоким температурам; отмечается, что EPDM, отвержденный пероксидом, как правило, обладает лучшей термостойкостью и меньшей остаточной деформацией при сжатии по сравнению с EPDM, отвержденным серой.

1. Почему EPDM устойчив к воде, но неустойчив к маслам?

Логика выбора материала EPDM может быть выражена одной инженерной фразой: «вода не проникает внутрь, а масло сразу выходит наружу».

Вода является сильно полярной средой, в то время как основная цепь EPDM представляет собой неполярную углеводородную резиновую сеть — гидрофобную; поэтому вода, горячая вода и охлаждающие жидкости на основе этиленгликоля плохо совместимы с сетью EPDM, вследствие чего объемное изменение EPDM в водных системах невелико, а его уплотнительные свойства остаются стабильными. В технических справочниках по материалам EPDM также указан как материал, пригодный для применения в средах горячей воды, пара, тормозных жидкостей на основе этиленгликоля, полярных растворителей, озона и атмосферных воздействий.

Минеральное масло, смазочные масла и топливо представляют собой противоположность: они в основном являются неполярными или сл слабо полярными углеводородными средами, параметры растворимости которых близки к параметрам основной цепи EPDM, и легко проникают внутрь резины, вызывая набухание, размягчение, снижение прочности на разрыв и увеличение остаточной деформации при сжатии. В О-кольцо уплотнение, что непосредственно проявляется в виде утечки, выдавливания или отказа. Таким образом, EPDM не подвергается «коррозии» в обычном смысле этого слова — он растворяется и набухает при контакте с маслосодержащими средами. В руководствах по материалам для уплотнительных колец EPDM также четко указан как несовместимый с маслами, жирами и нефтепродуктами, включая минеральные масла, смазки и масла.

2. Оптимальные условия эксплуатации для уплотнительных колец из EPDM

3. Ключевые преимущества для клиентов, использующих водные системы

Для клиентов, приобретающих оборудование для очистки воды, насосы/клапаны, фитинги, счетчики и фильтрационное оборудование, ценность уплотнительных колец из EPDM заключается в следующем:

Во-первых, высокая стойкость к воде. В холодной и горячей воде, мягкой воде, солевом растворе, слабощелочных моющих растворах и других водных средах EPDM, как правило, более стабилен по сравнению с NBR. Основное преимущество NBR — стойкость к маслам, однако в условиях воздействия горячей воды, пара и озона он зачастую не является первым выбором.

Во-вторых, повышенная стойкость к горячей воде и пару по сравнению с большинством общих маслостойких резин. Системы водоподготовки и отопления часто подвергаются термоциклированию, промывке, стерилизации и периодической очистке паром. Для длительного использования в условиях горячей воды или пара предпочтительно выбирать EPDM, отвержденный пероксидом, поскольку его термостойкость и остаточная деформация при сжатии лучше подходят для обеспечения долговременного уплотнения.

В-третьих, пригодность для эксплуатации на открытом воздухе и в атмосфере, содержащей озон. Водные станции, насосные станции, градирни, соединения труб на крышах и наружные запорные устройства часто подвергаются воздействию солнечного света, дождя, озона и циклических изменений температуры. Стойкость EPDM к атмосферным воздействиям, озону и термоциклированию снижает риск отказов.

Примечание: «Озоностойкий» в первую очередь означает стойкость к старению под действием атмосферного озона и не означает, что все марки EPDM способны выдерживать длительное погружение в среды с высокой концентрацией озона или сильных окисляющих дезинфицирующих средств; при наличии в рабочей среде высокоактивного гипохлорита натрия, двуокиси хлора, пероксидов или озонированной воды требуется индивидуальная проверка совместимости.

4. Потребители систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC): EPDM подходит для применения в системах горячей воды, холодной воды и водных растворов этиленгликоля

В системах HVAC уплотнительные кольца из EPDM применяются в следующих местах: соединения труб, фланцевые уплотнения, статические уплотнения штоков циркуляционных насосов и клапанов, корпуса фильтров, соединители блоков охлаждения воды, трубные соединения фанкойлов, коллекторы геотермальных систем, системы горячего водоснабжения на основе тепловых насосов.

Распространённые рабочие среды в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) включают охлаждённую воду, горячую воду, антифризы на основе этиленгликоля/пропиленгликоля и конденсат. ЭПДМ в целом хорошо сопротивляется этой группе водных сред. Его преимущество заключается не в «устойчивости ко всем химическим веществам», а в том, что он очень хорошо подходит для эксплуатации в средах, содержащих воду, горячую воду, пар, озон и полярные вещества.

При выборе материала для систем HVAC следует уделить особое внимание двум проблемам: во-первых, возможному загрязнению системы минеральным маслом, маслом компрессора, смазочными материалами или маслянистыми антикоррозионными средствами — при их наличии риск деградации ЭПДМ резко возрастает; во-вторых, частоте циклов изменения температуры и давления — в системах высокотемпературной циркуляции воды, где наблюдается значительное сжатие с последующей деформацией, предпочтительно использовать составы ЭПДМ с низким показателем остаточной деформации при сжатии, а не просто ориентироваться на маркировку «ЭПДМ».

5. Автомобильные заказчики: ЭПДМ подходит для охлаждающих жидкостей и тормозных жидкостей, но не для моторных масел и топлива

В автомобильной промышленности границы применимости ЭПДМ чётко очерчены.

Подходит: система охлаждающей жидкости автомобиля.

Относится к зоне преимущества EPDM, где в системе охлаждения в качестве рабочей среды обычно используется вода и антифриз на основе этиленгликоля/пропиленгликоля. Уплотнительные кольца типа O-образного сечения из EPDM могут применяться для соединений теплообменников, уплотнений водяных насосов, корпусов термостатов, быстросъёмных соединений охлаждающих трубок, расширительных бачков, охлаждающих трубок системы рециркуляции отработавших газов (EGR) и т.д. Здесь особо подчёркивается применение в контуре охлаждающей жидкости, а не в системе моторного масла.

Подходит: тормозная жидкость на основе этиленгликоля.

EPDM подходит для тормозных жидкостей классов DOT 3, DOT 4, DOT 5.1 и других тормозных жидкостей на основе этиленгликоля или полигликоля. В технической документации на тормозную жидкость указано, что тормозные жидкости классов DOT 3/DOT 4 в основном относятся к системам на основе гликолевых эфиров или полигликолей, тогда как DOT 5 — это система на основе кремнийорганического масла, а DOT 5.1 также относится к гликолевой системе; окончательный выбор материала должен строго соответствовать спецификациям производителя транспортного средства для тормозной системы.

Не подходит: моторное масло, трансмиссионное масло, топливо.

ЭПДМ, как правило, не применим к моторному маслу, трансмиссионному маслу, автоматической трансмиссионной жидкости (ATF), минеральным гидравлическим маслам, бензину, дизельному топливу, топливным парам и аналогичным средам. В этом классе сред ЭПДМ легко растворяется, что приводит к нарушению посадки по размеру и снижению уплотняющего давления. Для таких условий предпочтительно использовать маслостойкие материалы, такие как НБР, ГНБР, ФКМ или другие.

6. Покупатели из пищевой промышленности: ЭПДМ подходит для водных пищевых продуктов и моющих средств, но не подходит по своей природе для продуктов, содержащих масло/жиры.

При использовании ЭПДМ в пищевой и напитковой промышленности необходимо различать два аспекта: совместимость материала и соответствие нормативным требованиям.

С точки зрения совместимости материала ЭПДМ подходит для питьевой воды, напитков, паровой очистки, промывки горячей водой, некоторых щелочных моющих средств и водных пищевых сред; в справочниках по материалам для пищевых уплотнений ЭПДМ также указан как широко применяемый материал для контакта с пищевыми продуктами и питьевой водой, при этом особо подчёркивается необходимость учитывать характер рабочей среды, температуру и технологию очистки.

С точки зрения нормативной сертификации обычный промышленный ЭПДМ не эквивалентен пищевому ЭПДМ. Для оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами, следует выбирать компаунд, имеющий соответствующие сертификаты, например, FDA 21 CFR 177.2600, EC 1935/2004, 3-A, NSF 51/61, а также подтвердить цвет, выщелачиваемость, прослеживаемость и процесс очистки.

Обратите также внимание: ЭПДМ не предназначен для контакта с маслянистыми пищевыми продуктами. В технической документации на уплотнительные материалы Garlock с маркировкой FDA для ЭПДМ четко указано, что их применение не рекомендуется при контакте с продуктами, содержащими жиры (например, маслом или сливочным маслом), и указано их основное свойство — эластичная герметичность. Поэтому при контакте с пищевыми маслами, молочным жиром, молочными продуктами или высокожирными продуктами нельзя ограничиваться лишь формулировкой «пищевой ЭПДМ» — необходимо уточнить конкретную категорию пищевого продукта и область действия сертификата; в таких случаях могут потребоваться другие материалы, например, НБР, ФКМ, силикон или ПТФЭ.

7. Неподходящие условия эксплуатации: необходимо четко информировать заказчика

Следующие сценарии не рекомендуются для применения уплотнительных колец из ЭПДМ:

Не подходит для минеральных масел: моторное масло, смазочные материалы, трансмиссионное масло, минеральные гидравлические масла, компрессорные масла.

Не подходит для топлива: бензин, дизельное топливо, керосин, авиационное топливо, топливные пары.

Продукты, содержащие масло/жир, требуют осторожности: пищевые масла, молочные жиры, молочные продукты, продукты с высоким содержанием жира, если конкретная формула EPDM не прошла соответствующие испытания на вымывание и регуляторные испытания.

Ароматические и хлорированные углеводороды непригодны: бензол, толуол, ксилол, трихлорэтилен и др.

Сильные окислители в высокой концентрации требуют проверки: хлорированная вода в высокой концентрации, гипохлорит натрия, диоксид хлора, пероксиды или озоновые дезинфицирующие средства.

Системы, содержащие смесь масла и воды, требуют осторожности: например, при длительном смешивании циркуляционной воды с смазочными материалами, гидравлическими маслами или ингибиторами коррозии EPDM может выйти из строя из-за загрязнения маслом.

8. Рекомендации по выбору: как правильно подобрать EPDM

Вода, горячая вода, пар, охлаждающая жидкость, тормозная жидкость: предпочтительно использовать EPDM.

Долговременное воздействие горячей воды или пара: предпочтительно выбирать пероксидно-вулканизированный EPDM.

Питьевая вода и пищевая промышленность: необходимо проверить сертификацию, а не только название материала.

Если присутствует масло, не следует по умолчанию выбирать EPDM. Как только в условиях эксплуатации присутствует минеральное масло, топливо, смазочный материал или гидравлическое масло, немедленно следует рассмотреть возможность применения маслостойких материалов, таких как NBR, HNBR, FKM и др. Типичный отказ EPDM проявляется не в виде внезапного разрыва, а постепенного набухания, размягчения, увеличения остаточной деформации при сжатии и, в конечном итоге, протечек или просачивания воды.

Окончательное подтверждение: проверьте полные условия эксплуатации. На результат влияют название среды, ее концентрация, температура, давление, динамическое/статическое уплотнение, очищающий агент, дезинфицирующее средство, загрязнение маслом, размеры канавки и степень сжатия. Таблицы химической совместимости, как правило, составлены на основе идеальных условий испытаний; фактические температура и давление в эксплуатации, состав среды и конструкция канавки заметно изменяют характеристики работы.