Comment les joints joints FKM fonctionnent-ils dans des conditions extrêmes?
Dans le domaine industriel moderne, l'environnement de fonctionnement de l'équipement devient de plus en plus complexe et des conditions de travail extrêmes ont fait passer des exigences strictes sur les composants d'étanchéité. Avec sa structure moléculaire unique et ses propriétés chimiques, les joints toriques FKM ont d'excellentes performances en résistance à haute température, résistance chimique, résistance au vieillissement, etc., ce qui en fait un choix idéal pour sceller dans des conditions de travail extrêmes.
La résistance à haute température de Sceaux JOT FKM est particulièrement remarquable. Sa chaîne principale est composée de liaisons carbone-carbone et de liaisons fluor-carbone. La liaison fluorine-carbone a une énergie de liaison extrêmement élevée allant jusqu'à 485 kJ / mol, ce qui est beaucoup plus élevé que la liaison carbone-hydrogène (413kj / mol). Cela permet à FKM de fonctionner de manière stable pendant longtemps dans un environnement à haute température de 200 ℃ -250 ℃. Certains FKM spécialement formulés peuvent même résister à des températures élevées instantanées de 300 ℃. Dans des scénarios tels que l'embarrage et l'étanchéité des moteurs automobiles des parties à haute température des pipelines pétrochimiques, les joints toriques FKM peuvent effectivement prévenir les fuites moyennes avec leur résistance à haute température et assurer un fonctionnement continu et stable de l'équipement.
La résistance à la corrosion chimique est un autre avantage central des joints toriques FKM. La forte électronégativité des atomes de fluor forme une couche de blindage des nuages d'électrons très stable à la surface de la chaîne moléculaire FKM, réduisant considérablement la possibilité que la chaîne moléculaire réagit avec des milieux chimiques. Par conséquent, les joints toriques FKM ont une bonne tolérance à la plupart des solvants organiques, des acides inorganiques et de forts oxydants. Par exemple, dans de forts environnements d'acide oxydant tels que l'acide sulfurique concentré et l'acide nitrique concentré, ainsi que des environnements de solvants organiques tels que l'essence et le diesel, les joints O FKM peuvent toujours maintenir de bonnes performances d'étanchéité et des propriétés physiques et mécaniques. Cependant, il convient de noter que le FKM a une mauvaise tolérance aux solvants polaires tels que les amines, les cétones et les esters, et une évaluation minutieuse est nécessaire lors de l'utilisation dans ces environnements médiatiques.
En termes de résistance au vieillissement, les joints toriques FKM fonctionnent également bien. Qu'il s'agisse du vieillissement oxydatif thermique, du vieillissement de l'ozone ou du vieillissement ultraviolet, le FKM montre une forte résistance. Pendant le processus de vieillissement oxydatif thermique, la stabilité de la chaîne moléculaire FKM ralentit efficacement le taux de dégradation oxydative; Sa structure moléculaire a une résistance naturelle à l'ozone et peut être utilisée pendant longtemps dans un environnement d'ozone à haute concentration sans se fissurer; Dans le même temps, FKM a une faible capacité à absorber les rayons ultraviolets, et lorsqu'il est utilisé dans des environnements extérieurs, son taux de vieillissement est nettement inférieur à celui de nombreux autres matériaux en caoutchouc.
Comment sélectionner correctement la dureté et la formule matérielle des joints toriques FKM?
La dureté et la formule matérielle des joints toriques FKM affectent directement leurs performances d'étanchéité et leur durée de vie. La sélection correcte est la clé pour assurer l'effet d'étanchéité.
La dureté est l'un des indicateurs de performance importants des joints toriques FKM, généralement exprimés dans le rivage A, avec une plage commune de 60 à 90 rives A. FKM avec une dureté inférieure (comme 60-70 A) ont une bonne flexibilité et une capacité de récupération de déformation de compression, et conviennent aux conditions de travail avec une rugosité de surface élevée ou de grandes lacunes. Ils peuvent mieux combler les petits défauts sur la surface d'étanchéité et former un joint efficace. Cependant, les joints toriques de faible dureté sont sujets à une déformation d'extrusion dans des environnements à haute pression, entraînant une défaillance du sceau. Les joints toriques FKM avec une dureté élevée (80-90 Shore A) ont des capacités anti-extrusion plus élevées et conviennent aux scénarios d'étanchéité à haute pression, mais leur flexibilité est relativement médiocre et nécessite un degré plus élevé d'ajustement sur la surface d'étanchéité.
La teneur en fluor dans la formule des matériaux est le facteur central affectant les performances des joints toriques FKM. Plus la teneur en fluor est élevée, plus la résistance chimique et la résistance à haute température sont fortes, mais cela entraînera également une augmentation de la dureté des matériaux, une difficulté de traitement accrue et des coûts plus élevés. D'une manière générale, le caoutchouc de fluor moyen avec une teneur en fluor de 66% à 71% établit un bon équilibre entre la résistance chimique, les propriétés physiques et mécaniques et le coût, et convient à la plupart des scénarios d'étanchéité industriels conventionnels; Bien que le caoutchouc à fluor élevé avec une teneur en fluor de plus de 75%, bien que la résistance chimique et la résistance à haute température soient encore améliorées, est coûteuse et est principalement utilisée dans l'aérospatiale, les semi-conducteurs et autres champs avec des exigences de performance extrêmement élevées.
Le système de durcissement a également une influence importante sur les performances des joints toriques FKM. Les systèmes de durcissement couramment utilisés comprennent le système de durcissement du peroxyde, le système de durcissement de l'amine et le système de durcissement de la résine phénolique. Les joints toriques FKM guéris par le système de durcissement du peroxyde ont une excellente résistance à la température élevée et des performances de déformation permanentes de compression, et le caoutchouc vulcanisé a une pureté élevée, qui convient aux industries à forte exigence d'hygiène telles que la nourriture et la médecine; Le système de durcissement de l'amine a une vitesse de durcissement rapide et le caoutchouc vulcanisé a une résistance à la traction élevée, mais la résistance à haute température est relativement médiocre; Le système de durcissement de la résine phénolique peut donner aux joints toriques FKM une bonne résistance chimique et une résistance à la température, et est largement utilisé dans le champ pétrochimique.
Où est la frontière applicable entre FKM et d'autres joints élastomères?
Dans la sélection de matériaux d'anneau d'étanchéité, le FKM et les élastomères tels que NBR, HNBR et FFKM ont chacun leurs propres avantages et inconvénients. La clarification de leurs limites applicables aidera à faire une sélection raisonnable.
Le caoutchouc de nitrile (NBR) est l'un des matériaux d'étanchéité en caoutchouc les plus utilisés. Son plus grand avantage est qu'il a une bonne tolérance à l'huile minérale, aux huiles animales et végétales, et qu'elle est à bas prix et a d'excellentes performances de traitement. La plage de température de fonctionnement de NBR est généralement -40 ℃ - 120 ℃. Il convient aux scènes telles que les systèmes de carburant automobile et les systèmes hydrauliques qui ont des exigences élevées pour la résistance à l'huile, mais une température relativement légère et des environnements de milieu chimique. Cependant, la résistance à la température de NBR, la résistance chimique et la résistance au vieillissement sont bien inférieures au FKM, et il vieillira et échouera rapidement à haute température et à de forts environnements de milieu chimique.
Le caoutchouc de nitrile hydrogéné (HNBR) est un produit hydrogéné de NBR. En hydrogérant les doubles liaisons dans la chaîne moléculaire NBR, sa résistance à haute température, sa résistance au vieillissement et sa résistance chimique sont considérablement améliorées. La plage de température de fonctionnement de HNBR peut atteindre -35 ℃ - 150 ℃. Dans certains environnements de température moyenne et de milieu chimique, ses performances sont proches de FKM, mais le prix est relativement faible. Cependant, les performances de HNBR dans des milieux oxydants solides et des environnements à haute température ne sont toujours pas comparables au FKM. Il convient aux conditions de travail telles que les joints périphériques du moteur automobile et les joints de boîte de vitesses industriels.
Le perfluoroelastomère (FFKM) est le matériau en caoutchouc avec la plus grande teneur en fluor. Il a une meilleure température élevée et une résistance chimique que FKM. Il peut fonctionner pendant une longue période à une température élevée de 327 ° C et peut résister à presque tous les milieux chimiques. Cependant, le FFKM est coûteux, difficile à traiter et a de mauvaises performances à basse température. Par conséquent, il est principalement utilisé dans des domaines spéciaux tels que la fabrication de semi-conducteurs et l'étanchéité des réacteurs chimiques, qui ont des exigences extrêmement élevées pour les performances d'étanchéité et ne tiennent pas compte des coûts. En revanche, FKM a trouvé un meilleur équilibre entre la performance et le coût, et convient aux besoins de scellement conventionnels dans la plupart des domaines industriels.
À quels points techniques devraient être prêts à l'attention lors de l'installation et de l'utilisation des joints joints FKM?
L'installation et l'utilisation correctes sont la clé pour maximiser les performances d'étanchéité des joints toriques FKM et prolonger leur durée de vie. L'attention doit être accordée à des points techniques tels que la rugosité de surface, la conception du taux de compression et le mode de défaillance.
La rugosité de surface de la surface d'étanchéité a un impact significatif sur l'effet d'étanchéité du joint torique FKM. De manière générale, la valeur RA de rugosité de surface de la surface d'étanchéité doit être contrôlée entre 0,8 et 3,2 μm. Une surface trop rugueuse rayera la surface du joint torique et formera un canal de fuite; Une surface trop lisse ne sera pas propice à l'ajustement entre le joint torique et la surface d'étanchéité, et les fuites d'interface sont sujettes à se produire. De plus, la précision de traitement de la surface d'étanchéité doit également être strictement contrôlée pour éviter les écarts dimensionnels qui conduisent à une mauvaise installation du joint torique.
La conception du taux de compression des joints toriques FKM est directement liée à l'effet d'étanchéité et à la durée de vie. Si le taux de compression est trop élevé, le vieillissement et l'usure des joints toriques seront accélérés, raccourcissant la durée de vie; Si le taux de compression est trop faible, un joint efficace ne peut pas être formé. Généralement, le taux de compression des joints toriques FKM est recommandé pour être contrôlé à 15% à 25% pour le scellage statique, et le taux de compression peut être réduit de manière appropriée à 10% à 15% pour le scellement dynamique. Dans le même temps, l'influence de facteurs tels que la température de travail et la pression moyenne sur le taux de compression doivent également être prises en compte. Dans un environnement à haute température, le matériau subira une expansion thermique et le taux de compression devrait être réduit de manière appropriée; Dans un environnement à haute pression, le taux de compression doit être augmenté de manière appropriée pour empêcher la déformation d'extrusion.
Comprendre les modes de défaillance des joints toriques FKM peut aider à prévenir les échecs à l'avance. Les modes de défaillance communs comprennent la défaillance d'extrusion, la défaillance de l'usure, la défaillance du vieillissement et la défaillance de la corrosion chimique. La défaillance d'extrusion se produit principalement dans des environnements à haute pression. Lorsque l'écart d'étanchéité est trop grand, le joint torique sera serré dans l'écart et endommagé. Cela peut être évité en sélectionnant des joints toriques avec une dureté appropriée et en contrôlant l'écart d'étanchéité. La défaillance de l'usure est principalement causée par la friction lors de l'étanchéité dynamique. L'usure peut être réduite en optimisant la structure d'étanchéité et en utilisant des supports de lubrification. L'échec du vieillissement et l'échec de la corrosion chimique sont étroitement liés à l'environnement de travail. Il est nécessaire de sélectionner la formule de matériau appropriée en fonction des conditions de travail réelles et de vérifier régulièrement et de remplacer les joints toriques.
