FEP/PFA-uzavreté O-rings sú vhodnejšie pre scenáre, kde je médium veľmi korozívne, ale tesnenie stále potrebuje elastickú kompenzáciu; pevné O-krúžky z PTFE sú vhodnejšie pre scenáre s iba statickým tesnením, pri ktorých je drážka ľahko inštalovateľná, tlaková sila je regulovateľná a kde má prednosť extrémna chemická odolnosť a čistota. Ani jeden typ nie je úplnou náhradou za bežné gumové tesnenie O-ring , a najmä by sa nemali používať bez ohľadu na to pre vysokofrekvenčné dynamické tesnenie, abrazívnu suspenziu alebo scenáre vyžadujúce veľké natiahnutie pri inštalácii.

1. Zásadný rozdiel: Jedno je „kompozitné elastické tesnenie“, druhé je „plastové statické tesnenie“

O-krúžky s FEP/PFA obalom sa zvyčajne skladajú z vonkajšej vrstvy obalu z fluoroplastu FEP alebo PFA a vnútorného elastického jadra z kremíkového gumového materiálu VMQ alebo fluorogumy FKM. Vonkajšia vrstva poskytuje chemickú odolnosť podobnú PTFE, zatiaľ čo elastické vnútorné jadro zabezpečuje kompresnú odrazovú schopnosť a predpätie tesnenia; priemyselné údaje ho tiež jasne definujú ako obalovú vrstvu, ktorá zabezpečuje kompresnú odrazovú schopnosť a predpätie tesnenia, vonkajšiu vrstvu chemicky odolnú a vnútorné jadro ako statický tesniaci prvok bez zvarových švov.

Plné O-krúžky z PTFE sú vyrobené z jediného materiálu PTFE, ktorý je samotný chemicky odolný a má dobrú čistotu, avšak nie sú gumovými elastomermi a nemajú schopnosť elastického odrazu a obnovy po deformácii, ktorú majú gumičky; používajú sa hlavne na statické tesnenie hriadeľov, tesnenie prírubov alebo v konštrukciách, kde nedostatok elastického odrazu možno považovať za ovládateľné obmedzenie s dôrazom na návrh a inštaláciu.

Preto, keď zákazník položí otázku „ktorý je lepší – zapuzdrený O-krúžok alebo pevný PTFE O-krúžok“, nesmie sa priamo odpovedať, ktorý je lepší, ale najprv sa musí určiť: vyžaduje táto pozícia elastickú kompenzáciu? Je inštalačný priestor dostatočne veľký? Je médium korozívne alebo abrazívne? Vyskytujú sa časté demontáže a opätovné montáže?

2. Pre ktoré scenáre sú vhodné FEP/PFA zapuzdrené O-krúžky?

2.1 Chemicky agresívne médiá, ktoré však stále vyžadujú odskok O-krúžku

Toto je klasické použitie zapuzdrených O-krúžkov. Mnohé chemické médiá spôsobia, že NBR, EPDM a FKM sa opuchnú, ztvrdnú, rozpustia alebo sa trvalo deformujú pod tlakom; priamo použitie pevných PTFE O-krúžkov však môže viesť k nedostatočnému odskoku, čo spôsobí úniky v neskoršom štádiu, úniky po tepelnom cyklovaní alebo nestabilnú inštaláciu. Zapuzdrený O-krúžok predstavuje presne strednú cestu medzi týmito dvoma možnosťami: vonkajšia vrstva zabezpečuje izoláciu proti korózii, rozpúšťadlám a čistiacim kvapalinám, zatiaľ čo vnútorná vrstva z VMQ alebo FKM stále poskytuje elastické tesnenie.

Vhodné polohy zahŕňajú: príruby potrubných chemických systémov, kryty reakčných nádob, telesá filtrov, statické tesnenia čerpadiel, spojenia telies ventilov, pozorovacie okná, uzáverové kryty, spojenia kaziet, odberové otvory, pripojenia pre meracie prístroje atď.

2.2 Scenáre v potravinárskom, farmaceutickom a biologickom priemysle vyžadujúce čisté kontaktové plochy

Povrch vrstvy FEP/PFA je čistý, má nízku lepiacosť a nízke trenie; materiál sám o sebe je vhodný pre hygienické a dezinfekčné aplikácie v medicíne. Údaje dodávateľa tiež uvádzajú, že obalené tesniace krúžky sú vhodné pre chemický, farmaceutický a potravinársky priemysel – dôvodom je ich chemická kompatibilita, fyziologická bezpečnosť a nižšia priepustnosť.

Typické aplikácie zahŕňajú: systémy čistenia CIP/SIP, potrubia v farmaceutickom priemysle, ventily pre potraviny a nápoje, sanitarne príruby, filtre, plniace zariadenia, odberové ventily a podobné tesnenia.

2.3 Statické tesnenia v odvetví ventilov – nie dynamické tesnenia hriadeľov ventilov s vysokou frekvenciou

V priemysle ventilov sú O-krúžky s FEP/PFA obalom vhodné pre kryty ventilov, spojenia ventilov, uzáverové kruhy, príruby telesa ventilov, rozhrania pohonných zariadení a podobné statické alebo nízkofrekvenčné dynamické tesnenia. Dodávateľské údaje široko uvádzajú, že O-krúžky s obalom sa používajú predovšetkým na axiálne alebo radiálne statické tesnenie.

Nie sú však vhodné na priame použitie ako tesnenia ventilových hriadeľov s vysokou frekvenciou posuvného pohybu, tesnenia rotujúcich hriadeľov alebo dynamické tesnenia v prostredí s časticovými médiámi. Dôvodom je ten, že vonkajšia vrstva z FEP/PFA je odolná voči korózii, avšak relatívne tenká; dynamické trenie, ostré hrany, ťah, skrútenie, opotrebenie a stopy po formách môžu všetky poškodiť obalovú vrstvu.

2.4 Scenáre vyžadujúce lepšiu kompenzáciu tesnenia než pevný PTFE

Ak má tesniaca plocha malú chybu pri obrábaní, kolísanie teploty, kolísanie tlaku, štart pri nízkom tlaku, opakované rozoberanie alebo nedostatočnú schopnosť odskočenia pevného PTFE, môže to predstavovať rizikový bod; v takom prípade je obalené O-krúžkové tesnenie vďaka elasticite vnútorného materiálu zvyčajne schopné udržať kontaktové napätie lepšie ako pevné PTFE. Údaje dodávateľa tiež uvádzajú, že vonkajšia vrstva obaleného tesnenia poskytuje ochranu, zatiaľ čo vnútorné jadro zabezpečuje stlačenie, odskok a tesniacu silu.

V týchto aplikáciách si zákazníci často obalené O-krúžkové tesnenie predstavujú ako kompromisné riešenie, ktoré je „chemicky odolnejšie ako gumové a zároveň pružnejšie ako PTFE“.

3. Ako vybrať FEP obalenie alebo PFA obalenie?

FEP obalenie je zvyčajne bežnejšie a ekonomickejšie riešenie, vhodné pre väčšinu konvenčných chemických, potravinárskych a farmaceutických statických tesnení; kontinuálne prevádzkové teploty materiálu FEP majú bežne horný limit približne 205 °C, pričom presné hodnoty sa môžu líšiť podľa výrobcu, konštrukcie a typu jadra.

PFA obalenie je vhodné pre vyššie teploty, prísnejšie čistenie a výraznejšie tepelné cyklovania, kde sa vyžaduje vyšší odolnosť proti trhaniu; údaje dodávateľa zvyčajne zdôrazňujú, že PFA má lepšiu mechanickú pevnosť a lepšiu odolnosť proti trhaniu a praskaniu, pracovná teplota môže dosiahnuť až 260 °C.

Jednoduché posúdenie:

4. Pre čo sú vhodné elastické jadrá VMQ a FKM?

VMQ kremíkové jadro je mäkké, vyžaduje nízku silu stlačenia a dobre sa zachováva pri nízkych teplotách; vhodné je pre nízkotlakové aplikácie, potravinársky priemysel, farmaceutický priemysel, čisté miestnosti, sklo alebo plastové materiály a krehké spojovacie konštrukcie; pevné aj duté kremíkové jadrá sa bežne používajú, pričom duté kremíkové jadro vyžaduje nižšie stlačenie a je vhodné pre konštrukcie s obmedzeným priestorom alebo v prípadoch, keď je tesnenie zvlášť citlivé.

FKM fluórové gumové jadro má zvyčajne lepšiu odolnosť proti trvalej deformácii pri stlačení, vyššiu odolnosť voči olejom, palivám, niektorým rozpúšťadlám a dlhodobej statickej tesniacej funkcii pri vysokých teplotách. Niektoré údaje tiež uvádzajú, že ak je poškodená obalová vrstva, FKM jadro lepšie odoláva chemickým útokom.

Avšak je potrebné zdôrazniť: chemická odolnosť uzavretého O-krúžku pochádza predovšetkým z vonkajšej vrstvy FEP/PFA a nesmie sa predpokladať, že vnútorné jadro môže dlhodobo priamo kontaktovať médium.

5. Pre ktoré scenáre sú vhodné pevné PTFE O-krúžky?

5.1 Iba statické tesnenie a drážka je ľahko inštalovateľná

Pevné PTFE O-krúžky sú najvhodnejšie pre tesnenie na koncových plochách, prírubách, pozorovacích oknách, kontrolných otvoroch, spojoch potrubí a podobných statických miestach tesnenia. Trelleborg klasifikuje PTFE O-krúžky ako vhodné pre axiálne statické alebo prírubové aplikácie; charakteristické vlastnosti sú odolnosť voči takmer všetkým chemikáliám a vysokým teplotám, a možnosť presného obrábania.

Inými slovami, pevné PTFE O-krúžky sú skôr kruhové PTFE tesniace dosky než tradičné gumové O-krúžky; stačí, ak je drážka otvorená, ak má dostatočnú stlačiteľnosť a tesniaca plocha je rovná – veľké natiahnutie pri inštalácii nie je potrebné, čím sa výborne využijú ich výhody v oblasti koróznej odolnosti a čistoty.

5.2 Médium je extrémne korozívne a nechce sa použiť žiadne gumové jadro

Niektorí zákazníci nechcú, aby ich tesniace časti obsahovali akýkoľvek gumový prísadový materiál, alebo sa obávajú výlučných látok z gumy, kontaminácie, rozpúšťania, starnutia alebo prieniku médií, ktoré poškodzujú vnútorné jadro. V takom prípade sú vhodnejšie pevné O-krúžky z PTFE. O-krúžky z PTFE sa často používajú, keď elastomér úplne nespĺňa požiadavky na chemickú alebo tepelnú stabilitu v prevádzkových podmienkach a sú široko využívané v chemickom, petrochemickom, lekárskom a potravinárskom priemysle.

Typické aplikácie zahŕňajú: potrubia s vysokou koncentráciou kyselín a zásad, systémy rozpúšťadiel, zariadenia pre vysokozostupné chemikálie, laboratórne inštalácie, zariadenia pre mokré procesy v polovodičovom priemysle, statické tesnenie v potravinárskych a farmaceutických zariadeniach.

5.3 Špeciálne rozmery, malé dávky, potreba rýchleho strojového spracovania a dodania

Tuhe O-krúžky z PTFE sa zvyčajne vyrábajú obrábaním, nie je pre ich výrobu nevyhnutné používať gumové formy, preto sú špeciálne rozmery, nestandardné prierezy a malé sériové objednávky flexibilnejšie. Údaje tiež uvádzajú, že špeciálne rozmery O-krúžkov z PTFE možno dosiahnuť mechanickým obrábaním.

Toto je veľmi cenné pre náhradné diely na údržbu, výmenu staršieho zariadenia, nestandardné príruby, špeciálne špecifikácie a lokalizáciu náhradných dielov pre dovozované zariadenia.

6. Hlavné riziká tuhých O-krúžkov z PTFE

6.1 Nedostatočná odrazivosť

PTFE nemá schopnosť obnovy charakteristickú pre gumové elastoméry; údaje jasne uvádzajú, že elasticita odrazivosti O-krúžkov z PTFE je veľmi nízka, preto musia byť systém tesnenia a konštrukcia inštalácie navrhnuté s ohľadom na tento aspekt.

To znamená: ak sa na tesniacej ploche vyskytnú škrabance, nedostatočná rovnosť povrchu, teplotné rozťažnosť a zmršťovanie, kolísanie tlaku alebo pokles predpätia skrutiek, tuhý PTFE nemusí byť schopný automaticky kompenzovať tieto efekty tak, ako to dokáže gumový O-krúžok.

6.2 Nie je vhodný pre vysokofrekvenčné dynamické tesnenie

PTFE má samotný nízky koeficient trenia, avšak pevné O-krúžky z PTFE nemajú elastickú odpruživosť; údaje ukazujú, že táto nedostatočná odpruživosť v podstate vylučuje ich použitie ako dynamické tesnenie.

Ak ide o ventilový hriadeľ, piestny tyč, rotujúci hriadeľ, valcový piest alebo podobnú dynamickú pozíciu, je vhodnejšie zvážiť použitie PTFE tesniaceho krúžku s ústami, pružinou vybaveného tesniaceho krúžku, plniča, kombinovaného tesnenia alebo kompatibilného materiálu namiesto priameho použitia pevných PTFE O-krúžkov.

6.3 Inštalácia a drážka – vyššie požiadavky

Pevný PTFE nie je vhodný pre inštaláciu s veľkým natiahnutím; údaje odporúčajú jeho preferované použitie ako tesniaca doska pre prírubové spojenie alebo krycie dosku a upozorňujú, že inštalácia do uzavretej drážky je často obmedzenejšia, pričom množstvo stlačenia zvyčajne vyžaduje prísnu kontrolu.

Preto sa neodporúča používať pevné PTFE O-krúžky v hlbokých uzavretých drážkach, kde je potrebné ich násilne presúvať cez závity alebo pleťové ramená hriadeľa, a tiež sa neodporúča ich vytiahnutie ostrými nástrojmi.

7. Porovnávacia tabuľka medzi oboma typmi

8. Odporúčania pre priemyselné použitie

Chemickej prprene:

Uprednostniť FEP/PFA obalené O-krúžky pre použitie v telesách čerpadiel, ventiloch, krytoch filtrov, reakčných nádobách, potrubných spojoch a podobných statických tesniacich pozíciách, najmä v prostrediach s častou zmenou kyslých, zásaditých alebo rozpúšťadlových prostredí. Ak má konštrukcia zariadenia ploché príruby, krycie dosky alebo kontrolné otvory a ak je inštalačný priestor otvorený a stlačovacia sila dostatočná, je možné použiť pevné PTFE O-krúžky.

Potravinársky priemysel:

FEP/PFA obalené O-krúžky sú vhodné pre čisté povrchy, kde sa vyžaduje hygiena, nízka lepkavosť, nízke trenie a kde materiál stále potrebuje pružnú kompenzáciu – napr. v kartridžoch, ventiloch a filtračných zariadeniach. Pevné PTFE O-krúžky sú vhodné pre statické krycie dosky, príruby alebo scenáre, kde sa nechce, aby gumové zložky prišli do kontaktu s výrobkom.

Farmaceutický priemysel:

Ak spoľahlivosť tesnenia vyžaduje pružnosť a po čistení/sterilizácii je stále potrebné odskočenie, zvyčajne sa uprednostňujú O-krúžky s obalením. Ak zákazník zdôrazňuje ultra-nízku extrakciu, bez gumového jadra a vysokú čistotu kontaktnej plochy, pričom tesnenie je obmedzené na statický tlak, potom zvážte pevné O-krúžky z PTFE.

Priemysel ventilov:

Tesnenie krytu ventilov, koncových uzáverov a okolia sedla ventilov sa bežne vykonáva pomocou O-krúžkov s obalením z FEP/PFA alebo pevných O-krúžkov z PTFE. U hriadeľa ventilov, rotujúcich hriadeľov a miest s častým otváraním/zatváraním by sa tieto dva typy O-krúžkov nemali používať jednoducho – je potrebné znovu zvážiť návrh dynamického tesnenia.

9. Mnemotechnická pomôcka pre výber

Túto logiku môžete použiť na komunikáciu s chemickými zákazníkmi:

Prvá otázka: Vyskytuje sa relatívny pohyb?

Ak sa vyskytuje vysokofrekvenčný reciproký pohyb, rotácia alebo trenie abrazívnych častíc, treba opatrne postupovať pri použití O-krúžkov s obalením aj pevných O-krúžkov z PTFE – uprednostnite špeciálne dynamické tesnenia.

Druhá otázka: Vyžaduje sa pružné kompenzačné účinkovanie?

Pri odrazovej funkcii, pri tesnení pri nízkom tlaku, pri kompenzácii tepelného cyklovania a pri tolerancii montážnych chýb má prednosť O-krúžok s obalom z FEP/PFA.

Tretia otázka: Vykonáva sa iba statické tesnenie na koncovom povrchu?

Ak ide o prírubu, kryci dosku, kontrolný otvor alebo ak je drážka otvorená a stlačovacia sila je dostatočná, je možné použiť pevný O-krúžok z PTFE.

Štvrtá otázka: Je teplota blízko alebo vyššia ako 200 °C?

Pri bežnej teplote je obal z FEP ekonomickejší; pri vysokých teplotách, tepelnom cyklovaní a prísnejších požiadavkách na čistotu má prednosť obal z PFA.

Piata otázka: Vyberte si VMQ alebo FKM ako jadro?

Pri nízkej stlačovacej sile, nízkej teplote a v zariadeniach na čistenie vyberte VMQ; ak je dôležitá trvalá deformácia pri stlačení, odolnosť voči olejom/rozpúšťadlám a dlhodobá stabilita, vyberte FKM.