Těsnění FKM

Co jsou to těsnění FKM?

FKM je zkratka pro směs fluorového kaučuku, dříve označovanou také jako FPM. Abychom tyto pojmy od sebe odlišili, FKM je mezinárodní označení podle normy ISO pro všechny fluoroelastomery, zatímco FPM zahrnuje německé označení podle normy DIN. Pod tímto pojmem se skrývá celá skupina různých syntetických polymerních směsí, jejichž společným znakem je monomer VDF (vinyliden-difluorid). Tento materiál patří do skupiny M kaučuků, které se vyznačují nasyceným uhlíkovým hlavním řetězcem. Směs fluorového kaučuku se prodává pod obchodními názvy Tecnoflon®, Dai-El® a dalšími. Viton® je jednou z nejdůležitějších značek FKM a představuje obchodní název pro fluoroelastomery, který zavedla americká společnost DuPont. V praxi se těsnění z Vitonu používají také jako synonymum pro požadovaná těsnicí řešení z FKM. Pokud jsou ve vašich výkresech nebo kusovnících uvedena těsnění z Vitonu, rádi vám pomůžeme s výběrem vhodné kvality FKM. Tento materiál (např. kvalitaFKM 75 Shore) je velmi vysoké kvality a vyznačuje se vynikajícími vlastnostmi, díky čemuž je považován za „univerzální“ elastomer. Důvodem je kombinace dobré tepelné a ozonové odolnosti s odolností vůči celé řadě chemikálií.

V závislosti na směsi fluorokaučuku má materiál různé vlastnosti pro různé definované oblasti použití. Mezi nejdůležitější typy patří kopolymery VDF a HFP (hexafluoropropylen) a terpolymery VDF, HFP a TFE (tetrafluoretylen).

Terpolymery jsou díky vyššímu obsahu fluoru odolnější vůči chemikáliím než kopolymery a jsou také odolnější vůči vysokým teplotám. Kopolymery mají na druhé straně výhody, pokud jde o pevnost v tlaku, a jsou pružnější při nízkých teplotách. Plochá těsnění z FKM mají výrazně vyšší hustotu než jiné elastomery, například plochá těsnění z EPDM nebo NBR. Ve srovnání s jinými těsnicími materiály je k dosažení požadovaného objemu zapotřebí větší hmotnosti. Roztahování pomocí plnidel a změkčovadel není prakticky možné, což značně komplikuje výrobní proces.

Funkční schopnost FKM je dána především použitým síťovacím systémem, které jsou tři. Síťování blokovanými diaminy nečiní materiál odolným vůči parám. Pokud je těsnicí materiál zesíťován bisfenolově, jsou výrobky z něj vyrobené odolnější vůči zpracování, ale méně odolné vůči některým palivům. Peroxidové síťování činí materiál vysoce odolným vůči hydrolýze a parám. Souhrnně lze říci, že použité kopolymery a použitý systém síťování mají zvláštní vliv na rozsah provozních teplot těsnění z FKM.

Fyzikální vlastnosti FKM jsou takové, že stabilní fluorouhlíkové vazby dosahují vysokého kontaktního odporu, takže materiál je dobrým elektrickým izolantem. Těsnicí materiál je rovněž nepropustný pro plyny a vysoce odolný proti otěru.

Z hlediska mechanických vlastností jsou plochá těsnění z FKM velmi odolná a vykazují nízkou rázovou pružnost. Prodloužení při přetržení tohoto materiálu je > 200 %. Další rozhodující výhoda s ohledem na mechanické vlastnosti se týká nízké pevnosti v tlaku, což znamená, že se materiál při působení tlaku deformuje jen velmi mírně.

Z hlediska tepelných vlastností se materiál ukazuje jako tepelně odolný v teplotním rozsahu do 200 °C, resp. 250 °C. Proto jsou uvedena jako tepelně odolná plochá těsnění v kategorii těsnicích materiálů pro zvláštní požadavky.

Vzhledem k vysokému obsahu fluoru, který činí přibližně 65 až 70 %, jsou plochá těsnění z FKM považována za nehořlavá.

Ploché těsnění z FKM patří díky svým vynikajícím vlastnostem k nejvýkonnějším elastomerovým těsněním v náročných průmyslových oblastech použití. Zejména v prostředích, kde na těsnění působí současně několik zatížení, jsou těsnění z fluorového kaučuku lepší než jiné těsnicí materiály. Tento materiál se vyznačuje zejména vysokou teplotní odolností, velmi dobrou odolností vůči olejům a palivům a vysokou odolností vůči nejrůznějším chemikáliím. Specifické vlastnosti FKM závisí na obsahu fluoru v materiálu. Čím vyšší je obsah fluoru, tím lepší jsou vlastnosti, přičemž zároveň klesá ohebnost za studena. 

Vysoká teplotní odolnost

Těsnění z FKM jsou obzvláště tepelně odolná, a lze je proto používat v širokém teplotním rozmezí. V závislosti na konkrétní složení materiálu jsou možné provozní teploty kolem 200 °C i vyšší. V závislosti na použité receptuře, systému síťování, době provozu a médiu se liší příslušná provozní teplota plochého těsnění z FKM. Proto mohou speciální jakosti FKM krátkodobě odolávat i vyšším teplotám. Tyto vlastnosti podporují mimo jiné použití v aplikacích ve strojírenství a výstavbě zařízení, ve výrobě motorů, při výrobě energie a v tepelně namáhaných potrubních a přírubových spojích.

Velmi dobrá odolnost vůči oleji a palivům

Kromě vynikající teplotní odolnosti tohoto materiálu vykazuje fluor kaučuk také vynikající chemickou odolnost vůči celé řadě různých olejů a paliv. V závislosti na poměru složek základního materiálu jsou plochá těsnění z FKM vhodná pro styk s minerálními nebo mazacími oleji, benzínem či palivy, jakož i s četnými uhlovodíky. Díky těmto velmi dobrým chemickým a tepelným vlastnostem je možné je používat v aplikacích, kde se současně vyskytují vysoké teploty a trvalý kontakt s oleji nebo palivy. Z tohoto důvodu se plochá těsnění z FKM používají v motorech, převodovkách, čerpadlech, palivových systémech a průmyslových zařízeních.

Vysoká odolnost vůči chemikáliím

Kromě velmi dobré odolnosti vůči olejům a palivům vykazuje FKM také velmi dobrou odolnost vůči řadě agresivních médií a chemických látek. Přesná odolnost však závisí na konkrétní směsi FKM, koncentraci média a provozní teplotě. Díky tomu se těsnění z FKM odolná vůči chemikáliím hodí pro řadu aplikací v chemickém průmyslu, procesním inženýrství, strojírenství i v petrochemickém průmyslu.

Velmi dobrá odolnost vůči ozonu, UV záření a povětrnostním vlivům

Fluorokaučuk se rovněž vyznačuje vynikající odolností vůči ozonu, UV záření a povětrnostním vlivům. Ve srovnání s jinými elastomery stárnou těsnění z FKM i při dlouhodobém namáhání relativně pomalu, a proto jsou považována za dlouhou životnost a především za odolná proti stárnutí. Díky této vlastnosti je možné použít FKM v aplikacích, kde je těsnění po delší dobu vystaveno vysokým teplotám, kyslíku nebo měnícím se podmínkám prostředí. V oblasti strojírenství a výstavby zařízení to může přispět k delším intervalům údržby a vyšší provozní spolehlivosti.

Dobré mechanické vlastnosti

Kromě vysoké teplotní odolnosti a odolnosti vůči různým médiím vykazují těsnění z FKM také dobré mechanické vlastnosti. V závislosti na kvalitě materiálu lze mezi mechanickými vlastnostmi zmínit především vysokou odolnost proti mechanickému stárnutí, dobrou odolnost materiálu proti oděru a velmi dobré vlastnosti při tlakové deformaci. Díky tomu se FKM hodí nejen pro statická plochá těsnění, ale obecně pro náročná těsnicí řešení v celé řadě nejrůznějších oblastí použití.

Navzdory velmi dobré odolnosti vůči teplotám, olejům a chemikáliím nejsou ploché těsnění z FKM pro dané účely optimálním řešením, protože i vysoce výkonný elastomer FKM má omezenou odolnost a své limity.  Tento materiál je tak pro aplikace s horkou vodou nebo vodní párou vhodný pouze do určité míry. Zejména dlouhodobě vysoké teploty vodní páry vedou k zhoršení materiálových vlastností plochých těsnění z Vitonu.

Ani z hlediska chemické odolnosti nejsou těsnění z fluorového kaučuku univerzálně odolná vůči všem médiím. Žádná plochá těsnění z FKM nejsou odolná vůči polárním rozpouštědlům, brzdovým kapalinám na bázi glykolu a nízkomolekulárním organickým kyselinám. FPM, zejména Viton®, není kompatibilní ani s ketony a roztoky esterů. Těsnění z FKM rovněž nejsou odolná vůči fluorovodíku, sloučeninám amonia a metanolu.

Další nevýhodou tohoto těsnicího materiálu je omezená teplotní pružnost při nízkých teplotách, což znamená, že při klesající teplotě těsnění z FKM postupně tvrdnou a ztrácejí tak svou pružnost. Z tohoto důvodu by se standardní těsnění z FKM neměla používat v aplikacích, kde panují velmi nízké okolní teploty nebo kde dochází k výrazným výkyvům teplot.

Vzhledem k mnoha pozitivním vlastnostem a výhodám FKM jsou však náklady na materiál ve srovnání s jinými elastomery vyšší. Použití plochých těsnění z FKM je proto ekonomicky smysluplné pouze v případě, že jsou skutečně využity specifické vlastnosti tohoto těsnicího materiálu. Pokud jsou provozní podmínky z hlediska médií, teplot a mechanického namáhání méně náročné, mohou být z technického hlediska zcela dostačující i levnější elastomery.

Těsnění z FKM a EPDM se vyznačují odolností vůči polárním médiím. Kromě toho jsou oba materiály odolné vůči UV záření, ozónu a povětrnostním vlivům. Oba těsnicí materiály mají také dobré izolační vlastnosti. Existují však rozdíly v teplotním rozsahu, odolnosti vůči palivům a odolnosti vůči horké páře a vodní páře. Zatímco těsnění z EPDM jsou teplotně odolná v rozsahu teplot od -30 do +100 °C a jsou odolná vůči horké páře a vodní páře, těsnění z FKM jsou tepelně odolná až do 200 °C nebo 250 °C a jsou odolná vůči palivu.

Pokud je použití plochých těsnění z NBR vyloučeno z důvodu vysokých provozních teplot a složitých chemických požadavků, lze jako vhodnou alternativu zvážit plochá těsnění z FKM.

Třídy FKM, které jsou u nás k dispozici a které jsou standardně skladem, jsou nejprve podrobeny kontrole kvality v oddělení příjmu zboží. Po schválení se těsnicí materiál skladuje ve formě rolí a listů na příslušném skladovacím místě. Jen tak můžeme zaručit trvale vysokou kvalitu, a to i s ohledem na příslušný těsnicí materiál.

FKM patří do skupiny těsnicích materiálů, které lze zpracovávat ve všech našich výrobních procesech. Výběr nejvhodnějšího výrobního postupu pro vaše ploché těsnění z tohoto materiálu závisí na počtu kusů, požadovaném tvaru a tloušťce daného materiálu. Pomocí zvoleného postupu se nezpracované role či desky následně zpracují na vaše individuální ploché těsnění z FKM. 

Kromě toho existuje možnost opatřit materiál v rolích či deskách předem samolepicí fólií a následně jej pomocí našich výrobních postupů zpracovat na vaše samolepicí těsnění. Samolepicí těsnění z FKM slouží výhradně jako montážní pomůcka, aniž by docházelo ke změně vlastností materiálu. Kromě výroby přírubových a plochých těsnění nabízíme také nezpracované role či desky, stejně jako materiál na metry nařezaný na míru pro vlastní další zpracování. I v tomto případě existuje možnost, že materiál předem opatříme samolepicí vrstvou.

Po dokončení výroby a další kontrole kvality jsou plochá nebo přírubová těsnění zabalena a odeslána.

Díky velmi dobré odolnosti vůči olejům, palivům a celé řadě chemikálií se plochá těsnění nebo přírubová těsnění z FKM používají všude tam, kde běžné těsnicí materiály narážejí na své limity. Zejména v kombinaci s vysokými teplotami, agresivními médii a náročnými provozními podmínkami se těsnění z fluorokaučuku, resp. Vitonu, upřednostňují před těsněními z NBR a EPDM a jsou vhodná pro řadu průmyslových aplikací.

Ploché těsnění z FKM se často používá v chemickém a zpracovatelském průmyslu k utěsnění agresivních či náročných médií za vysokých teplot.

Kromě toho jsou plochá těsnění a přírubová těsnění z FKM vyrobená na míru zákazníkovi známá jako osvědčená řešení ve strojírenství a při výstavbě zařízení. Zejména v aplikacích, kde je třeba splnit vysoké tepelné požadavky a dochází ke kontaktu s mazivy, hydraulickými oleji nebo jinými provozními médii.

Díky velmi dobré odolnosti vůči olejům, minerálním olejům a palivům lze tento materiál používat v automobilovém průmyslu a v motorové technice. Těsnění z FKM vyrobená podle výkresu představují obecně vhodné řešení pro náročná těsnicí místa v průmyslových spalovacích motorech a agregátech. To platí zejména v oblastech, kde dochází k trvalému kontaktu s palivem.

Dalšími nám známými oblastmi použití těsnění z materiálu Viton jsou například zařízení v ropném, plynárenském a energetickém průmyslu, letecký a kosmický průmysl, jakož i čerpadlová a armaturní technika. Díky vysoké teplotní odolnosti a relativně nízké propustnosti pro plyny je možné je použít i ve vakuových aplikacích.

Typickými příklady použití v popsaných oblastech aplikace plochých a přírubových těsnění jsou například čerpadla, ventily, potrubí, technologická zařízení, kompresory a armatury.

Rádi vám sdělíme, zda je materiál vhodný i pro vaše účely. Obraťte se prosím na náš zákaznický servis, kde vám poradí.