Thông số kỹ thuật vòng đệm O-ring silicone chịu nhiệt độ cao chuẩn AS568: VMQ và Kalrez FFKM

Độ chính xác và độ tin cậy trong việc làm kín bắt đầu từ tiêu chuẩn hóa. Tiêu chuẩn Hàng không AS568, do Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE) phát triển, là ngôn ngữ phổ quát để quy định kích thước vòng đệm O-ring. Tiêu chuẩn này xác định hơn 375 mã số "dash number" tiêu chuẩn (ví dụ: -001 đến -475), dựa trên đường kính trong và đường kính tiết diện ngang, với dung sai chính xác. Nhờ đó, các kỹ sư, chuyên viên mua hàng và kỹ thuật viên bảo trì trên toàn thế giới có thể chỉ định và tìm nguồn cung cấp các vòng đệm tương thích lẫn nhau, loại bỏ việc phỏng đoán và đảm bảo độ khít phù hợp trong rãnh lắp đặt (gland). Khi lựa chọn vòng đệm cho các ứng dụng nhiệt độ cao, kích thước theo tiêu chuẩn AS568 là điểm khởi đầu; bước tiếp theo, cũng quan trọng không kém, là lựa chọn vật liệu.

Cao su silicone (VMQ) là vật liệu được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao, trong đó khả năng chống hóa chất cực mạnh không phải là yêu cầu ưu tiên hàng đầu. Cấu trúc mạch chính siloxane của nó mang lại độ ổn định nhiệt vượt trội, với dải nhiệt độ làm việc liên tục từ -60 °°C đến +225 °C. Nó duy trì độ linh hoạt xuất sắc và độ biến dạng nén thấp trong toàn bộ dải nhiệt độ này. VMQ cũng có khả năng chống ozon, tia UV và thời tiết tốt. Những đặc tính này khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho:

· Hàng không vũ trụ: Làm kín các ống dẫn khí buồng lái, hệ thống làm mát thiết bị hàng không điện tử và một số lỗ thông hơi trong hệ thống nhiên liệu, nơi nhiệt độ cao từ các hệ thống lân cận là yếu tố cần lưu ý.

· Thiết bị gia dụng và điện: Gioăng cho lò nướng, máy rửa chén và lớp cách điện dây dẫn chịu nhiệt độ cao.

· Công nghiệp: Gioăng tĩnh trong các thiết bị xử lý khí nóng và khí.

  Các kích thước gioăng tiêu chuẩn AS568 phổ biến như AS010 và AS024 thường được quy định trong các đặc tả kỹ thuật dành cho hệ thống phụ trợ tuabin và vỏ bọc thiết bị điện.

Đối với các môi trường nhiệt độ và hóa chất khắc nghiệt nhất, các loại cao su flo hóa hoàn toàn (FFKM), trong đó Kalrez® và Chemraz® là hai thương hiệu hàng đầu, đại diện cho đỉnh cao của công nghệ làm kín. Các chi tiết FFKM có cấu trúc polymer hoàn toàn flo hóa, tương tự như PTFE (Teflon®), nhưng bổ sung thêm tính đàn hồi. Điều này mang lại cho chúng:

· Nhiệt độ phục vụ liên tục vượt quá 300 °°C (một số cấp độ lên đến 327) °C).

· Khả năng chống hóa chất gần như phổ quát: Chúng tương thích với hầu hết mọi loại chất lỏng, ngoại trừ một số dung môi flo hóa ở nhiệt độ cao.

· Khả năng chống plasma và nhiệt khô xuất sắc.

  Ứng dụng của chúng là hợp lý trong những trường hợp mà sự cố không được phép xảy ra và chi phí đứng sau hiệu suất:

· Tuabin hơi nước và tuabin khí: Các phớt làm kín trục van điều khiển, các mối nối vỏ tuabin và các đường ống cảm biến tiếp xúc với hơi nước quá nhiệt.

· Sản xuất bán dẫn: Các phớt làm kín trong buồng ăn mòn plasma và buồng lắng đọng hơi hóa học.

· Xử lý hóa chất: Các phớt làm kín cho môi trường axit ăn mòn mạnh và dung môi.

Tính toán kinh tế là yếu tố then chốt. Một nhà máy điện tại Ấn Độ có thể sử dụng các gioăng VMQ chi phí thấp cho các đường ống nước nóng thông thường trong phòng tua-bin hơi, nhưng sẽ yêu cầu sử dụng gioăng FFKM cho các gioăng trục van chặn hơi chính — nơi mà rò rỉ có thể dẫn đến tình trạng ngừng hoạt động bắt buộc, gây tổn thất hàng trăm nghìn đô la mỗi ngày. Tại Hoa Kỳ, các tiêu chuẩn của ngành hàng không vũ trụ và quốc phòng quy định một cách nghiêm ngặt việc sử dụng FFKM ở những vị trí nào, và ở những vị trí nào thì việc sử dụng FKM hoặc VMQ cấp cao là chấp nhận được, dựa trên các thử nghiệm khắt khe theo các tiêu chuẩn như AMS (Tiêu chuẩn Vật liệu Hàng không Vũ trụ). Do đó, quy trình lựa chọn chuyển từ kích thước (AS568) sang điều kiện môi trường (nhiệt độ/hóa chất), rồi cuối cùng là phân tích chi phí–lợi ích giữa hiệu năng vật liệu và mức độ quan trọng của hệ thống.