Kaip pasirinkti medžiagą tarpinei? EPDM, NBR, FKM, silikonas, PTFE ir kitos medžiagos

Tinkamai parinkta medžiaga tarpinei yra vienas svarbiausių veiksnių, lemiančių jungties sandarumą, patikimumą ir tarnavimo laiką. Tarpinė gali atrodyti kaip paprasta techninė detalė, tačiau netinkamai pasirinkta medžiaga gali sukietėti, išbrinkti, deformuotis, prarasti elastingumą ar būti pažeista veikiamos konkrečios cheminės terpės.

Todėl renkantis tarpinę neužtenka žinoti jos matmenis ar storį. Būtina įvertinti darbinę temperatūrą, slėgį, sandarinamą terpę, cheminį poveikį, kontaktą su alyvomis ar degalais, aplinkos sąlygas ir kitus eksploatacinius reikalavimus.

EPDM, NBR, FKM, silikonas, PTFE, paranitas ir grafitas pasižymi skirtingomis savybėmis. Medžiaga, kuri puikiai tinka vandens sistemai, nebūtinai bus tinkama kontaktui su alyva, degalais ar agresyviomis cheminėmis medžiagomis.

Šiame straipsnyje aptarsime pagrindines tarpinių medžiagas, jų skirtumus ir svarbiausius kriterijus, padedančius pasirinkti tinkamą sandarinimo sprendimą.

Nuo ko priklauso tarpinės medžiagos pasirinkimas?

Prieš pasirenkant medžiagą svarbu žinoti, kokiomis sąlygomis tarpinė bus eksploatuojama.

1. Sandarinama terpė

Tai vienas svarbiausių kriterijų. Reikia žinoti, su kuo tarpinė turės tiesioginį kontaktą:

• • vandeniu;
  • garais;
  • oru;
  • alyva;
  • tepalais;
  • degalais;
  • rūgštimis ar šarmais;
  • dujomis;
  • maisto produktais;
  • kitomis cheminėmis medžiagomis.

Ta pati elastomerinė medžiaga gali būti atspari vienai terpei, tačiau visiškai netinkama kitai.

2. Darbinė temperatūra

Reikia įvertinti ne tik įprastą sistemos temperatūrą, bet ir galimus trumpalaikius temperatūros šuolius.

Aukšta arba labai žema temperatūra gali pakeisti medžiagos mechanines savybes – tarpinė gali sukietėti, suminkštėti arba prarasti elastingumą.

3. Slėgis

Flanšinėms jungtims, vamzdynams, siurbliams ar kitoms slėginėms sistemoms reikia medžiagos, galinčios išlaikyti konkrečios sistemos apkrovas.

4. Aplinkos sąlygos

Jeigu tarpinė naudojama lauke, reikia įvertinti:

• • UV spindulių poveikį;
  • ozoną;
  • drėgmę;
  • temperatūros svyravimus;
  • atmosferos poveikį.

Tokiose sąlygose dažnai pasirenkama EPDM guma dėl gero atsparumo atmosferos poveikiui, UV spinduliams, ozonui ir vandeniui.

5. Mechaninės savybės

Svarbu įvertinti, ar tarpinė bus tik statiškai suspausta, ar ją veiks vibracijos, judėjimas, trintis bei kitos mechaninės apkrovos.

Tik įvertinus šiuos kriterijus galima racionaliai pasirinkti tinkamiausią sandarinimo medžiagą.

EPDM tarpinės – vandeniui ir lauko sąlygoms

EPDM (etileno propileno dieno monomero) guma yra viena dažniausiai naudojamų sandarinimo medžiagų.

Ji pasižymi geru atsparumu atmosferos poveikiui, vandeniui, ozonui, UV spinduliams ir daugeliui cheminių medžiagų. Dėl šių savybių EPDM ypač tinkama naudoti lauko sąlygomis ir vandens sistemose. „Plastena“ standartinės EPDM gumos techninėje informacijoje nurodomas darbinės temperatūros diapazonas nuo –30 °C iki +100 °C.

EPDM tarpinės dažnai naudojamos:

• vandens sistemose;
• vamzdynuose;
• lauko įrenginiuose;
• šildymo ir vėdinimo sistemose;
• vietose, kur veikia UV spinduliai ir ozonas;
• įvairiose pramoninėse jungtyse.

Tačiau EPDM paprastai nėra pirmasis pasirinkimas ten, kur tarpinė nuolat kontaktuoja su mineralinėmis alyvomis ar naftos produktais.

NBR tarpinės – alyvoms ir naftos produktams

NBR (nitrilo kaučiukas) yra viena populiariausių gumų, kai reikalingas atsparumas alyvoms, tepalams ir įvairiems naftos produktams.

Todėl NBR tarpinės dažnai sutinkamos mechaniniuose įrenginiuose, hidraulinėse sistemose, pramonės įrangoje ir kitose srityse, kur sandarinimo elementas kontaktuoja su alyva.

NBR verta svarstyti, kai tarpinė kontaktuoja su:

• mineralinėmis alyvomis;
• tepalais;
• kai kuriais degalais;
• hidrauliniais skysčiais;
• pramonine įranga ir mechanizmais.

Tačiau lauko sąlygoms, kur tarpinę nuolat veikia ozonas, UV spinduliai ir atmosferos poveikis, dažnai tinkamesnė alternatyva yra EPDM.

FKM tarpinės – sudėtingesnėms darbo sąlygoms

FKM, dažnai žinoma ir pagal „Viton®“ pavadinimą, pasirenkama tada, kai standartinių gumų eksploatacinių savybių nebepakanka.

FKM pasižymi geru atsparumu daugeliui alyvų, degalų, cheminių medžiagų ir aukštesnei temperatūrai.

Todėl FKM tarpinės dažnai naudojamos:

• chemijos pramonėje;
• naftos ir dujų sektoriuje;
• pramoniniuose įrenginiuose;
• varikliuose ir mechanizmuose;
• aukštesnės temperatūros aplinkoje;
• kontaktuojant su agresyvesnėmis terpėmis.

FKM paprastai yra brangesnė už NBR ar EPDM, todėl ją racionalu rinktis tuomet, kai konkrečios darbo sąlygos iš tiesų reikalauja didesnio cheminio ar temperatūrinio atsparumo.

Silikoninės tarpinės – temperatūrai ir higienos reikalavimams

Silikoninė guma (VMQ) pasižymi geru elastingumu plačiame temperatūrų diapazone ir naudojama įvairiose specializuotose srityse.

Silikoninės tarpinės dažnai pasirenkamos:

• maisto pramonėje;
• gėrimų gamyboje;
• medicinos srityje;
• įrangoje, kurioje vyksta dideli temperatūros pokyčiai;
• ten, kur svarbus medžiagos elastingumas.

„Plastena“ nurodo, kad jos asortimente esančios silikoninės tarpinės daugiausia naudojamos maisto ir medicinos pramonėje, o nurodoma maksimali darbinė temperatūra siekia 200 °C.

Svarbu: maisto pramonėje nereikėtų vadovautis vien tuo, kad medžiaga yra silikonas. Konkrečiai paskirčiai turi būti pasirinkta reikiamus sąlyčio su maistu reikalavimus atitinkanti medžiagos rūšis.

PTFE tarpinės – agresyviai cheminei aplinkai

PTFE (politetrafluoretilenas, dažnai vadinamas teflonu) – techninis plastikas, pasižymintis labai geru cheminiu atsparumu ir mažu trinties koeficientu.

PTFE tarpinės naudojamos ten, kur elastomerinės tarpinės dėl agresyvios cheminės terpės ar kitų eksploatavimo sąlygų gali būti netinkamos.

Dažnos naudojimo sritys:

• chemijos pramonė;
• vamzdynai;
• technologinė įranga;
• vožtuvai;
• flanšinės jungtys;
• agresyvių terpių sandarinimas.

„Plastena“ PTFE tarpines siūlo tais atvejais, kai reikalingas didelis cheminis, mechaninis ir temperatūrinis atsparumas. Įmonė gamina tarpines tiek iš kieto, tiek iš išplėsto PTFE.

PTFE, palyginti su elastomerais, yra gerokai mažiau elastingas, todėl medžiagą reikia vertinti kartu su jungties konstrukcija, paviršiais ir kitais eksploataciniais parametrais.

Paranitinės tarpinės – slėginėms jungtims

Paranitas – plačiai pramonėje naudojama lakštinė sandarinimo medžiaga.

Paranitinės tarpinės naudojamos stacionarių ir išardomų jungčių sandarinimui, pavyzdžiui:

• vamzdynuose;
• flanšinėse jungtyse;
• talpyklose;
• įvairiuose aparatuose;
• vidaus degimo varikliuose;
• pramoniniuose įrenginiuose.

Konkrečios paranitinės tarpinės savybės priklauso nuo naudojamo paranito tipo. Skirtingos medžiagos gali būti skirtos vandeniui, garams, dujoms, naftos produktams, tepalams ar kitoms terpėms.

Todėl renkantis paranitą ypač svarbu vertinti konkretaus lakšto techninę specifikaciją, o ne vien bendrą medžiagos pavadinimą.

Grafitinės tarpinės – aukštai temperatūrai ir slėgiui

Grafitinės sandarinimo medžiagos naudojamos ten, kur reikalingas atsparumas dideliems temperatūros svyravimams ir aukštesniam slėgiui.

Jos gali būti naudojamos:

• garo sistemose;
• šilumokaičiuose;
• vamzdynuose;
• chemijos pramonėje;
• naftos perdirbimo įrenginiuose;
• įvairiose aukštos temperatūros jungtyse.

„Plastena“ siūlomoms grafitinėms tarpinėms, priklausomai nuo konkretaus gaminio, nurodomas darbinis diapazonas iki –200–+500 °C ir slėgis iki 140 bar.

Tai gerai parodo, kodėl nėra vienos universalios „geriausios“ tarpinių medžiagos – ekstremalesnėms sąlygoms naudojami visai kitokie sprendimai nei įprastam vandens ar oro sandarinimui.

Mikroporinė guma, techninis veltinis ir specialios medžiagos

Ne kiekvienai tarpinei reikalinga standartinė EPDM, NBR ar FKM guma.

Mikroporinė guma naudinga, kai reikalinga minkšta ir lengvai suspaudžiama medžiaga, galinti kompensuoti paviršių nelygumus.

Techninis veltinis gali būti naudojamas sandarinimui, dulkių sulaikymui, amortizacijai ar kitoms techninėms funkcijoms.

Aukštoms temperatūroms „Plastena“ tarpines taip pat gamina iš keramikinio popieriaus ir keramikinio pluošto, o įmonės tarpinių gamybos asortimente nurodomos medžiagos iki 1000 °C paskirtims.

Todėl nestandartinėms darbo sąlygoms medžiagą verta rinktis pagal konkrečią techninę užduotį.

Tarpinių medžiagų palyginimas

Svarbu: lentelė yra orientacinė. Galutinį medžiagos pasirinkimą reikia atlikti pagal konkrečios medžiagos techninį duomenų lapą ir realias eksploatavimo sąlygas.

EPDM ar NBR – kurią gumą rinktis tarpinei?

Tai vienas dažniausių praktinių pasirinkimų.

Paprastai galima vadovautis tokia logika:

Vanduo + lauko sąlygos + UV → EPDM

Alyva + tepalai + naftos produktai → NBR

Tačiau tai tik pradinis pasirinkimo kriterijus. Reikia papildomai įvertinti temperatūrą, slėgį, konkrečią cheminę terpę ir jos koncentraciją.

Pavyzdžiui, žinoti, kad sistemoje yra „chemikalų“, nepakanka. Skirtingos rūgštys, šarmai, tirpikliai ir jų koncentracijos gali visiškai skirtingai veikti tą pačią sandarinimo medžiagą.

NBR ar FKM – kada verta rinktis FKM?

Jeigu NBR atsparumo alyvai pakanka ir sistema veikia įprastomis temperatūrinėmis sąlygomis, NBR dažnai yra ekonomiškas sprendimas.

FKM tampa aktuali, kai:

• temperatūra aukštesnė;
• cheminė aplinka agresyvesnė;
• naudojami degalai ar specifinės alyvos;
• reikalingas didesnis atsparumas senėjimui;
• standartinė NBR tarpinė konkrečiomis sąlygomis tarnauja per trumpai.

Todėl brangesnė medžiaga nebūtinai yra „geresnė“ – tinkamiausia yra ta, kurios savybės atitinka realias eksploatavimo sąlygas.

Dažniausios klaidos renkantis medžiagą tarpinei

• Medžiaga pasirenkama tik pagal kainą
• Pigiausia tarpinė gali tapti brangiausiu sprendimu, jeigu ją tenka dažnai keisti arba dėl sandarumo problemų stabdyti įrenginį.
• Neįvertinama sandarinama terpė
• Tai viena svarbiausių klaidų. Pavyzdžiui, EPDM gali puikiai veikti vandens sistemoje, tačiau visiškai netikti konkrečiai alyvos terpei.
• Vertinama tik maksimali temperatūra
• Svarbi ne tik didžiausia temperatūra, bet ir nuolatinė darbinė temperatūra, temperatūrų svyravimai bei kartu veikianti cheminė terpė ir slėgis.
• Neįvertinamas slėgis
• Ypač svarbu flanšinėms, vamzdynų ir kitoms slėginėms jungtims.
• Nepatikrinamas medžiagos tinkamumas konkrečiai paskirčiai

„Silikonas“, „EPDM“ ar „NBR“ yra medžiagų grupės. Konkrečių mišinių savybės gali skirtis, todėl kritinėms paskirtims reikia vadovautis konkretaus gaminio technine dokumentacija.

Kokią informaciją pateikti užsakant tarpinę?

Norint greičiau parinkti tinkamą medžiagą, naudinga pateikti kuo daugiau techninės informacijos.

Svarbiausia žinoti:

• tarpinės matmenis arba turėti brėžinį;
• sandarinamą terpę;
• minimalią ir maksimalią darbinę temperatūrą;
• sistemos slėgį;
• ar tarpinė bus naudojama viduje, ar lauke;
• ar bus kontaktas su alyvomis, degalais ar chemikalais;
• ar reikalingas sąlytis su maisto produktais;
• numatomą tarpinės storį;
• kitus specialius eksploatavimo reikalavimus.

Jeigu brėžinio nėra, tam tikrais atvejais tarpinę galima pagaminti pagal pateiktą pavyzdį.

Tinkamai parinkta tarpinė prasideda nuo tinkamos medžiagos

Nėra vienos universalios sandarinimo medžiagos, kuri būtų geriausia visomis darbo sąlygomis.

EPDM dažnai pasirenkama vandeniui ir lauko sąlygoms, NBR – kontaktui su alyvomis, FKM – sudėtingesnėms cheminėms ir temperatūrinėms sąlygoms, silikonas – kai svarbus platus temperatūrų diapazonas ar specialūs higienos reikalavimai, PTFE – agresyviai cheminei aplinkai, o paranitas ir grafitas – įvairioms slėginėms bei aukštesnės temperatūros jungtims.

Todėl prieš pasirenkant tarpinę pirmiausia reikia atsakyti ne į klausimą „kokia medžiaga geriausia?“, o į klausimą „kokiomis sąlygomis tarpinė turės dirbti?“

UAB „Plastena“ gamina standartines ir nestandartines sandarinimo tarpines pagal brėžinius, pavyzdžius arba individualius matmenis. Tarpinės gaminamos CNC pjovimo, kirtimo ir kitomis technologijomis, o medžiaga parenkama atsižvelgiant į temperatūrą, slėgį, cheminį poveikį ir kitus eksploatacinius reikalavimus.