Выберите правой эластомеров

Матч производительности материала для обработки условия для сокращения утечки, повысить безопасность и продлить среднее время между отказами (MTBF).

Все эластомеров, будь то природные или синтетические, имеют общие характеристики, в том числе упругого восстановления после стресса, гибкость, устойчивость экструзии и относительная непроницаемость для газов и жидкостей. Есть более чем 20 классов из эластомеров, каждый с уникальными свойствами и производительности, которые можно изменить путем включения других ингредиентов. Эластомеры, как правило, сформулированное compounders для получения специфических свойств оборудование для применения. Например, преобразование вулканизации соединения термопластичных в нужное термореактивных формы, в то время как сшивки (или ссылки) между полимерными цепями придает прочность и эластичность продукта.

Конечные пользователи должны консультироваться с производителями с целью определения целесообразности конкретных материалов для каждого конкретного приложения. Эластомеры оцениваются по отношению к его совместимость с различными средствами массовой информации, в том числе жидкостей, а также в соответствии с их устойчивость к атмосферным, озона и т.д. Как правило, эластомеров необходимо выполнить в более чем 1 среде, поэтому очень важно, чтобы понять все элементы, к которым эластомера будут подвержены. Эта статья объясняет основные свойства эластомеров и консультации пользователей, как лучше выбрать эластомера для applicaton.

Относительно тепло и сопротивление масла

SAE J200 (ASTM D2000) стандарт описывает систему классификации для определения резинотехнических изделий для автомобильной использовать, но он был принят в других отраслях, как набор руководящих принципов производительности. Рисунок 1 показывает эластомеров на основе их устойчивость к тепловому старению (ось), и как они набухают в нефти (оси х). Сопроводительных писем соответствуют номенклатуре эластомера производителей. Если приложение требует материал, который может выдержать 250 ° С и волнения на 10% в нефти, читать H от оси у и К от оси х, т. е. HK в совместном помечены как ASTM D 2000 M3, HK, 707, A1-10, Z1, Z2.

Этот стандарт не учитывает тип химической и термической стойкостью часто требуется для агрессивных сред химических процессов. Чтобы спрогнозировать степень химической атаки на позвоночник и / или сшивки из резиновой компонент, одна должна опираться на практический опыт, лабораторные испытания и руководящие указания материала экспертов (рис. 2).

Термическая и химическая устойчивость повышается за счет присутствия атомов фтора в главной цепи полимера. Различные высокопроизводительных фторсодержащих эластомеры, такие, как фторэластомеры Viton и Kalrez perfluoroelastomers, которые доступны из DuPont.

Химическая совместимость

Эластомеров подвергаются окружающей среды жидкости могут поглощать жидкость и волнения. Это может вступают в химическую реакцию с жидкостью, вызывая изменения в структуру полимера. Solubles могут быть извлечены из эластомера, в результате чего уменьшаются в объеме. В некоторых случаях, это не самого полимера, который поглощающий или десорбции, но и другие ингредиенты, которые компаундирующее добавил в процессе производства.

Большинство химических руководства сопротивление сопоставить процент набухания в некоторых химических с исполнением устройство или часть из материала. Как правило, меньше, чем 5-10 зыбь% считается отличным. Хотя опухоль, является ключевым критерием для оценки совместимости, других свойств следует рассматривать как хорошо.

Тепловые свойства

Механических свойств эластомеров, как правило изменится после длительного воздействия высоких температур (рис. 3). Так, например, натуральный каучук станет клейкий, а полихлоропрена медленно затвердевает. В какой степени упрочнения или смягчения нежелательно будет зависеть от потребностей в услугах приложения.

Скорость, с которой свойств эластомеров изменения логарифмически возрастает с ростом температуры. Таким образом, относительно небольшие изменения температуры могут вызвать большие различия в степени износа.

Тепло-испытаний на старение, как правило, основаны на 70-часовой экспозиции в термически контролируемых горячим воздухом. Хотя это может хорошо коррелируют с длительного воздействия воздуха, оно не может соответствовать более высоких температурах в химических средах. В критически важных приложений, инженеров, следует обратиться к производителю часть, чтобы увидеть, если долгосрочное воздействие в конкретной среде была оценена и документирована. Кроме того, испытания должны проводиться в условиях, которые тесно отражают реального процесса.

Механические свойства

Многие механических свойств эластомеров влияние производительности, в том числе сжатии, прочность при растяжении, относительное удлинение, твердость и износостойкость. Эти свойства помогают определить прочность эластомера частей в конкретных приложениях. Большинство из этих свойств могут быть изменены производителем части через рецептур - compounders можно изменять и настраивать компоненты и / или лечения системы распространять требуемыми характеристиками.

Другие свойства

В зависимости от применения и других свойств, таких, как устойчивость к атмосферным и проницаемость, могут быть важными. Например, если насос будет использоваться в экстремальных внешних условиях, а затем выветривания должны быть рассмотрены.

Выветривания. Физический износ имущества может произойти, если эластомеров подвергаются воздействию солнечного света, кислорода, влаги и температуры. Наиболее частой причиной ухудшения является воздействие озона. Крекинг, пилинг, известкование, изменение цвета и другие поверхностные дефекты, которые приводят после контакта можно указать предстоящей неудаче. Большинство дефектов можно избежать при надлежащем рецептуре. Синтетических эластомеров по сути своей более прочным, чем натуральный каучук.

Проницаемость. Проницаемость является мерой легкости, с которой жидкости, пара или газа может пройти через эластомерных фильм или ламината. Это является важным фактором в таких приложениях как прокладки, диафрагмы.

Эластомер вопросам исполнения печать

Инженеры должны иметь либо знание свойств эластомеров и ресурсами доступными для того, чтобы наиболее подходящий продукт был выбран для конкретного приложения. Правильный выбор печать эластомера снизит MTBF, повысить безопасность и уменьшить утечки.

Как правило, уплотнения разработаны на основе металлических компонентов выбраны. Выбор эластомера часто задним числом. Эластомеры иногда обвиняют в плохой работе оборудования, потому что нет четкого понимания того, как уплотнения функции в оборудовании, или не понимание условий эксплуатации оборудования может столкнуться. Предполагая, что эластомерные уплотнения является главной причиной утечки может быть ошибкой.

Когда эластомерных уплотнение повреждено и герметизации вопросов результат (например, на рисунках 3,4 и 5), крайне важно для выполнения анализа первопричин провал. Это включает в себя проверку правильного эластомера был использован, подтверждающий, что она совместима с применением жидкостей, проверка на возможные сбои процесса, а также проверять канавку, чтобы убедиться что он соответствует требованиям. Документирование инцидента является важным шагом для предотвращения повторения в будущем умереть.

Как выбрать эластомеров

При выборе эластомеров для конкретных приложений, некоторые важные критерии должны быть рассмотрены, в том числе эластомера совместимости, ожидаемых условий эксплуатации, проектирования и требований к проверке для конкретного приложения, а также характеристики материалов и прослеживаемость.

Условия эксплуатации:

* Характер жидкости (ы), к которым эластомера будут выставлены, в том числе любые загрязняющие вещества или добавки

* Диапазон рабочих температур, в том числе минимальные условия и максимальным рабочим, а также термоциклировании и потенциальных экскурсии

* Диапазоне давлений, в том числе минимальные и максимальные рабочим давлением с ошибкой диапазоне; сжатия / скорость, потому что вакуум приложений, место, где вакуум применяется и ли вакуум, циклический

* Статические или динамические приложения.

Требования к проектированию:

* Компонент геометрии / описание, например, кольца, прокладки, диафрагмы и т.д.

* Действия химических средств массовой информации на компоненты

* Номер желаемого срока службы, и факторы, которые могут вызвать определенные материалы на неудачу в применении

* Монтаж соображения, включая смазочные материалы, установлены стрейч и т.д.

* Критических размеров и допусков, включая размеры паза и обработки допусков.

Инспекционной требования:

* Проверка критериев определения

* Много выборки необходимость определения

* Приемлемого уровня качества (AQLs) настройки

* Критические показатели уплотнения поверхности.

Помощь в выборе материалов

В дополнение к поставщикам эластомеров и эластомеров частей или оборудования, многочисленных справочных источников, как печатные и электронные, для оказания помощи в выборе материала. Интернет инструменты (например, DuPont Performance эластомеров Химическая стойкость руководства (CRG) и Kalrez Руководство по применению) может помочь в выборе наиболее подходящего эластомера для данных конкретных условиях. CRG онлайн доступно бесплатное заряда, и насчитывает более 1000 химических веществ. В нем перечислены оценки служебной деятельности за 20 эластомеров в отдельных химических веществ при комнатной температуре, на основе таких критериев, как объемное сопротивление зыбь, сжатии сопротивление и стойкость к старению.

Рабочая температура. Повышение температуры усиливает воздействие химических веществ на полимерах. Степени, в которой это происходит, зависит от полимера и химических веществ. Соединения вполне подходит при комнатной температуре, может быть недостаточным при повышенной температуре, таких, как рост 230C для 4O0C.

Условия службы. Состав, который набухает могут по-прежнему функционирует в качестве статического уплотнения, но не пригоден в динамических приложений.

Полимерных класса. Полимеры имеются в разных классах, которые существенно различаются в химической стойкостью.

Сам объект. Соединения выбран ряд общих выдающихся свойств в виду, может доставить бедных производительности по сравнению с 1 предназначен для конкретных условий, таких как жидкости сопротивление.

В свете этих факторов, это всегда лучше проверить.

Материал характеристики

Хорошо написанный материал спецификации будут точно сообщить нужд пользователей и давать рекомендации поставщиков.

Материал характеристики могут быть определены Американского общества по испытанию материалов (ASTM), Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE), военной спецификации или другие признанные местным стандартам страны. О клиентах и продуктах поставщик должен обсудить процедуру для определения и сертификации компонентов материалов. Подворье изменения могут происходить без ведома клиента. Лучший способ предотвратить или облегчить это обратиться к поставщику в первую очередь.

Пример I - недостаточное спецификации для отдыха. Спецификации: уплотнение компонент должен быть изготовлен из фтористых и твердость 75 берега А.

Это краткое изложение нас недостаточно по нескольким причинам. Термин "уплотнение компонента" может относиться к O-кольцо, спецификации продукта, прокладка или специально формованные части. Фтористых просто общее название для семьи из эластомеров, что включает в себя множество типов, каждый со своим набором физических свойств, которые не могут быть использованы для определенных приложений. Твердость является лишь одним оригинальным свойством эластомера печати; материал, который соответствует твердости требование не может удовлетворить другие требования, такие как набор сжатия или старения. Наконец, одобренных поставщиков и коды продуктов должны быть включены на покупку.

Пример 2 - компания спецификации. Высечки листа прокладки должны соответствовать требованиям S23/G23 из спецификаций U2A и SU2A, которые были выпущены в Дюпон Ко для герметизации продуктов, основанных на широком диапазоне эластомеров.

Это лучше, потому что уплотнение компонента не указан, определить требования S23/G23 фтористых типа, которые будут использоваться, а также спецификации SU2A перечней, утвержденных поставщиков и соединений, которые отвечают этому требованию.

Пример 3 - материал спецификации. Совместных FKM расширения должны отвечать ASTM D 2000 M3, HK, 707, A1 -10, Z1, Ае2.

В этом простом заявлении, опечатывание компонента определяется как расширение совместной из фтористых. Спецификация базируется на ASTM D2000 принципов, в котором каждый набор букв и чисел имеет конкретное определение:

* M3 - класс 3 типа

* HK - фтористых (как показано на рисунке 1)

* 707 - 70 ± 5 durometer, Shore прочность на разрыв 7 МПа (1015 фунтов на квадратный дюйм) минимум, относительное удлинение при разрыве 175%.

* А1 -10 - позволило изменения свойств после тепловому старению 70 ч при 150 ° C

* Z1, Z2 - особые требования к обеспечению часть будет отвечать эксплуатационным требованиям.

Стоимость по сравнению с значением

При выборе материалов для конкретного приложения, руководящим принципом должно быть "стоимость в использовании". Например, жизнь печать и эксплуатационные расходы должны быть включены при оценке производительности печать.

Печать из этилен пропилен-диен-мономера (EPDM), может быть подходят для многих общих применений, где тепло и пар встречаются, например, очистка на месте, но это может быть неуместным при более высоких температурах в присутствии загрязненных пара или при частых обслуживание не требуется. Определение надлежащего уплотнения может предотвратить дорогостоящие незапланированных простоев и утечки.

Стоимость жизни имеет прямое отношение к качеству и долговечности установленных пломб, и это гораздо важнее, чем начальная цена покупки.

Новые разработки в области эластомеров

В ответ на растущие потребности клиентов и производителей насосов, полимерные и часть поставщиков постоянно внедрения новых материалов с целью усовершенствования производственных линий и удовлетворения потребностей пользователей.

Недавно разработанные фторэластомеры (известные как полимеры FKM) обеспечивает повышенную устойчивость пар по сравнению с силиконовой эластомеров, более едкие моющего сопротивления по сравнению с EPDM и бисфенола-вылечить фторэластомеры и низкой общего органического углерода и металла экстрагируемых аналогичные политетрафторэтилена (PTFE). Эти продукты производятся с передовой архитектурой полимера (АПА), собственной разработки, что повышает производительность обработки специальности фторэластомеры.

Последние perfluoroelastomer (FFKM) разработки включают в себя продукты, которые обеспечивают выдающуюся производительность в кислот, щелочей, аминов и пар до 275 ° C рабочая температура, другие продукты, которые обеспечивают производительность до 327 ° C, а также продукты адаптированы для использования в более враждебно химических Процесс средах, таких как агрессивные аминов, сильных оснований и окислительных средах.

Контакт эластомера поставщику, чтобы узнать о последних продуктов, которые могут обеспечить еще лучшее обслуживание, в частности, среды.

Уильям М. STAHL

DuPont Performance

ЭЛАСТОМЕРОВ

Уильям М. STAHL является старшим химиком развития Дюпон эластомеры Производительность (4330 Чужеродные Rd., Stow, OH 44224, телефон: (330) 929-6975, E-почта: <A HREF = "mailto: william.m.stahl @ dupontelastomers.com "> william.m.stahl @ <dupontelastomers.com />). Он работал в техническое обслуживание фторэластомеры Viton за последние 20 лет, уделяя особое внимание уплотнения приложения Tor месторождения и предприятия химической переработки. Стал окончил Univ. "Акрона" со степенью младшего в химической технологии и степень бакалавра в области химии, а также является членом Американского химического общества и резиновые Div ..