En dissenyar juntes per a aplicacions complexes, la junta tòrica ha de ser un punt clau que cal tenir en compte. L’elecció de la junta tòrica adequada per a entorns difícils determinarà l’èxit o el fracàs de l’estanquitat. Pot ser difícil trobar una junta tòrica ben dissenyada fabricada amb el material adequat per al seu entorn, però pot començar per considerar els factors principals que afectaran la seva junta, entre d’altres:
- Temperatura
- Exposició química / contaminació
- Vapor
- Pressió
- Aplicacions dinàmiques o estàtiques
- Disponibilitat de materials
Un cop determinats aquests paràmetres, pot abordar el següent obstacle: triar el material de la junta tòrica.
ELECCIÓ DEL MATERIAL DE LA JUNTA TÒRICA
Depenent dels seus paràmetres i aplicació, determinats cautxús o plàstics poden ser més adequats per a les vostres necessitats. Hem recopilat una llista de cinc idees comunes que s’adapten millor a diverses aplicacions i preus.
PERFLUORELASTÒMERS (FFKM)
El perfluoroelastòmer (també conegut com a FFKM) es va desenvolupar per primera vegada a la dècada de 1960. Es tracta d’un cautxú sintètic fluorat a base de carboni. El FFKM és conegut per la resistència química i tèrmica i les altes prestacions. El FFKM és lelecció típica per a moltes aplicacions. Tot i que pot resultar car, el FFKM sol durar més que altres alternatives inferiors, cosa que el fa més rendible a llarg termini.
AVANTATGES:
-
- Presenta altes temperatures, fins a aproximadament 330 ° C i temperatures més baixes, fins a -45 ° C
- Compatibilitat química gairebé universal
- Excel·lent resistència a la permeació de gasos i líquids
- Excel·lent resistència a la intempèrie ia l’ozó
- Autoextingible i no inflamable a l’aire
- Propietats de baixa desgasificació (baixos extractables)
- Bones propietats mecàniques, millorant el rendiment de segellat
- Apte per a descompressió explosiva, CIP (neteja in situ), SIP (vapor in situ), USP Classe VI i FDA
DESENAVANTATGES
-
- El FFKM no s’ha d’utilitzar amb metalls alcalins fosos o gasosos
- Cost superior
PER A QUINES APLICACIONS ÉS MÉS ADEQUAT EL FFKM?
El FFKM és el més adequat per a aplicacions d’alta temperatura en què fallarien altres materials. Veiem FFKM a gairebé totes les indústries, però especialment en petroli i gas (on les seves qualitats de descompressió ràpida de gas i descompressió explosiva són crítiques), aplicacions mèdiques i farmacèutiques (ja que pot suportar l’autoclau i la radiació gamma), i semiconductors .
Aplicacions
- Equips de cromatografia de líquids
- Tancaments mecànics
- Equips de pintura
- Bombes i vàlvules
- Combustibles aeroespacials i olis
Aplicacions de semiconductors:
- Polvoritzadors, injectors i reactors químics
- Connectors, controls i filtres
- Equips petroquímics, gas àcid
- Equips de manipulació i polvorització de tinta
- Àcids i alquins inorgànics i orgànics
- Cetones, Èsters, Èters, Aldehids
- Gravat
- LPCVD
- Litho/Track
- ECP
- Vàlvules d’escapament
Denominacions:
FFKM segons la norma ASTM 1418) americana és l’equivalent a FFPM segons la norma ISO/DIN 1629)
Alguns dels nostres productes:
Isolast® PureFab™ FFKM de Trelleborg una de les aplicacions per a semiconductors
FLUORELASTÒMERS (FKM)
El terme FKM significa fluoroelastòmer (Fluor Carbon Monomeer). Aquest tipus de material es va desenvolupar durant la Segona Guerra Mundial com a antídot contra les fugides de les estanqueïtats de nitril que plagaven els avions de l’època. Els polímers fluorats que es van desenvolupar com a solució a aquest problema contenien enllaços fluor-carboni químicament inerts que ofereixen una combinació de rendiment a altes temperatures i una gran resistència química. Hi ha dos tipus principals de FKM:
FKM tipus 1 i tipus 2. Aquests graus es van comercialitzar a la dècada de 1950. El contingut de fluor d’aquest material, que oscil·la entre el 26,7% i el 67%, ofereix una resistència química més gran.
AVANTATGES:
- Ampli rang de temperatures que pot suportar,
- Resistència química, la seva excel·lent
- Resistència a la intempèrie ia l’ozó, la seva
- Major resistència a la combustió que els hidrocarburs no fluorats,
- Alta densitat
- Tacte d’alta qualitat
- Bones propietats mecàniques
DESAVANTATGES:
- Tendència a inflar-se en dissolvents fluorats
- Impossibilitat d’utilitzar-lo amb metalls alcalins fosos o gasosos
- Preu més elevat en comparació amb altres hidrocarburs no fluorats
- Fallada ràpida en triar el grau incorrecte, etc.
Aplicacions
Les aplicacions del material FKM inclouen la indústria de l’automòbil, el processament químic, la producció de petroli i gas, la maquinària pesant i les aplicacions aeroespacials.
No confondre:
Els termes FPM, FKM i Viton® solen donar lloc a confusions i interpretacions errònies. En realitat, totes aquestes denominacions corresponen a un únic material de base: el cautxú fluorat .
FPM és l’abreviatura internacional segons DIN/ISO, mentre que
FKM és la forma abreujada de la categoria de fluoroelastòmers segons la norma americana ASTM.
Viton® és la marca registrada de DuPont Performance Elastomers.
La diferència clau entre l’FKM i el FFKM és que l’FKM ofereix un grau menor de versatilitat en comparació amb el FFKM. El FFKM pot suportar temperatures comparativament més altes que el FKM. A més, l’FKM és més resistent a la combustió que els compostos d’hidrocarburs no fluorats, mentre que el FFKM és autoextingible i no inflamable a l’aire. A més, quant a aplicacions, l’FKM s’utilitza en automoció, processament químic, producció de petroli i gas, maquinària pesada, aplicacions aeroespacials, etc., mentre que el FFKM és útil com a accessori habitual a les indústries aeroespacial i automobilística.
POLITETRAFLUORETILÈ (PTFE)
El politetrafluoroetilè també es coneix com a PTFE o per la seva marca comercial tefló. Similar al FFKM, el PTFE té un alt pes molecular de fluor i carboni. Tot i això, el PTFE és un plàstic dur, per la qual cosa és poc elàstic i molt rígid, mentre que el FFKM és extremadament flexible.
-
AVANTATGES:
- No es veu afectat pels àcids, àlcalis i dissolvents coneguts, cosa que li confereix una resistència química màxima.
- Sota coeficient de fricció, cosa que el converteix en una excel·lent opció antiadherent
- Rang de temperatures molt ampli, de -200°C a 250°C
- Químicament inert
- Autonetejable
- Durador
- No inflamable
- Bona resistència a la corrosió
- Alta resistència elèctrica
-
DESAVANTATGES:
- Molt dur; per tant, presenta un pobre forjat per compressió
- No es pot cimentar
- No es pot soldar
Aplicacions del PTFE
El PTFE és el més adequat per a aplicacions que no necessiten un alt joc de compressió, però sí una excel·lent resistència química i tèrmica. Això inclou dispositius mèdics, revestiments i control de plagues. També funciona bé a temperatures ultrabaixes, com a la indústria aeroespacial i de l’automòbil.
ETILÈ PROPILÈ (EPDM)
L’etilè propilè (EPDM) és un copolímer extremadament durador que ofereix una de les millors resistències al fred que es poden trobar.
-
AVANTATGES:
- Excel·lent resistència a l’ozó, la llum solar i la intempèrie
- Pot suportar temperatures extremadament fredes, amb una temperatura de funcionament tan baixa com a -50°C (amb màxims de 150°C)
- Es comprimeix bé
- Molt resistent als esquinçaments, l’abrasió i el vapor d’aigua
- S’adhereix molt bé al metall
- Funciona bé amb adhesius
-
DESAVANTATGES
- No es porta bé amb combustibles, olis i dissolvents no polars
Aplicacions de l’EPDM
L’EPDM és un dels tipus de goma de cautxú més versàtils i el més adequat per a aplicacions exteriors. És molt resistent a l’envelliment, fins i tot quan s’exposa a les condicions externes més agressives: vapor, raigs UV, ozó, salnitre o condicions climàtiques extremes. Les làmines d’EPDM mantenen les propietats fins i tot quan se sotmeten a una àmplia gamma de diferències de temperatura. Per això, s’utilitza sistemàticament a la indústria general i en aplicacions de construcció, automoció, nàutica i exteriors, i fins i tot en gammes d’alimentació com les de FoodPro de Trelleborg
CAUTXÚ NITRIL BUTADIÈ (NBR) o Buna-N
El cautxú nitril butadiè (NBR) o Buna-N és un dels elastòmers més populars del mercat. Inventat als anys 30 a Alemanya per l’empresa BASF. És molt comú en nombroses aplicacions pel baix cost i els àmplis avantatges. El NBR pot ser una solució potencial per a entorns durs, com a aplicacions extremadament abrasives.
-
AVANTATGES:
- Resistència excel·lent a l’abrasió.
- Bona compressió
- Bona resistència a l’esquinçament
- Bona resistència als dissolvents no polars
- Bona resistència a l’aigua
- Bona resistència a l’oli
- Més barat que els fluoroelastòmers
- Bona resistència a baixes temperatures fins a -54°C
- Bona resistència a olis i combustibles
- Baix cost
-
DESAVANTATGES:
- Resistència escassa a l’ozó, a la llum solar ia la intempèrie
- Resistència limitada a les altes temperatures
- Poca resistència a les flames
Aplicacions del NBR
El NBR (Cautxú de nitril) o Buna-N s’utilitza universalment en aplicacions bàsiques d’estanqueïtat perquè és de baix cost i ofereix amplis avantatges a més de propietats físiques. Sovint ho veiem en aplicacions d’automoció, tractament i filtració d’aigua, i piscines i spas.
En entorns hostils, el NBR destaca a la indústria aeroespacial i altres aplicacions de baixa temperatura. També funciona bé en aplicacions dinàmiques en què altres polímers fallarien.
I quina seria la decisió?
En entorns difícils, el primer que ha de fer és triar el material adequat per a la seva junta tòrica, però hi ha moltes altres consideracions. És possible que necessiteu una forma o una mida diferents de les previstes inicialment. Encara que al principi pensés en l’NBR pel seu preu, és possible que falli amb tanta freqüència que una junta tòrica de FFKM podria haver-li estalviat diners des del principi, fins i tot amb una inversió inicial més gran.
El millor que pot fer per prendre la decisió final és treballar amb un expert en estanquitat que li pugui oferir la seva experiència i solucions personalitzades. Prenguem aquest exemple, per exemple, quan un fabricant de recipients d’alta pressió va anar als nostres enginyers de Marco Rubber per buscar una solució.
Necessitaven una junta per a un recipient d’alta pressió i d’alta temperatura que havia de resistir 20.000 PSI i temperatures de fins a 550°F. Com a dificultat afegida: havia d’encaixar en una ranura de junta tòrica normal sense anells de suport.
El nostre equip va poder identificar un dels nostres compostos perfluoroelastòmers d’alta temperatura patentats, Markez Z1028, que pot suportar temperatures de fins a 600 °F. Els nostres experts també van detectar alguns components de disseny que es podien millorar per evitar la formació d’un buit d’extrusió a les juntes metàl·liques a altes temperatures.
En fer aquests canvis i utilitzar el compost Markez recomanat, aquest fabricant va obtenir una junta funcional que va superar totes les proves requerides i es va posar en funcionament.
La nostra línia FFKM, de Trelleborg, ha estat la solució per a molts fabricants. Disposem de compostos que s’adapten a gairebé totes les necessitats, inclòs un que es fabrica, neteja i envasa en una sala blanca per a requisits ultrapurs. Està disponible a una fracció del cost i el termini de lliurament d’altres formulacions de FFKM, amb un termini mitjà de 6-8 setmanes.
