Guarnizioni FKM

Cosa sono le guarnizioni FKM?

FKM è l'acronimo di miscela di gomma fluorurata, precedentemente nota anche come FPM. Per distinguere i due termini, FKM è la denominazione internazionale ISO che indica tutti gli elastomeri fluorurati, mentre FPM è la denominazione tedesca DIN. Sotto questa denominazione rientra un intero gruppo di diverse mescole di polimeri sintetici, la cui caratteristica comune è il monomero VDF (difluoruro di vinilidene). Il materiale appartiene al gruppo M delle gomme, caratterizzate da una catena principale di carbonio satura. La mescola di gomma fluorurata è commercializzata con i nomi commerciali Tecnoflon®, Dai-El® e altri. Viton® è uno dei marchi FKM più importanti e indica una denominazione commerciale per gli elastomeri fluorurati, coniata dall’azienda statunitense DuPont. Nella pratica, le guarnizioni in Viton vengono utilizzate anche come sinonimo delle soluzioni di tenuta richieste in FKM. Se nei vostri disegni o nelle vostre distinte base sono specificate guarnizioni in Viton, saremo lieti di assistervi nella scelta della qualità di FKM più adatta. Il materiale (ad es. la qualitàFKM 75 Shore) è di altissima qualità e presenta caratteristiche eccellenti, tanto da essere considerato un elastomero “tuttofare”. Ciò è dovuto alla combinazione di una buona resistenza al calore e all’ozono con una resistenza a una vasta gamma di sostanze chimiche.

A seconda del composto della gomma fluorurata, il materiale ha diverse proprietà per diverse applicazioni definite. I tipi più importanti includono i copolimeri VDF e HFP (esafluoropropilene) e i terpolimeri VDF, HFP e TFE (tetrafluoroetilene).

I terpolimeri sono più resistenti agli agenti chimici rispetto ai copolimeri grazie al loro maggiore contenuto di fluoro e sono anche più resistenti alle alte temperature. I copolimeri, d'altra parte, hanno vantaggi nel compression set e mostrano una maggiore flessibilità alle basse temperature. Le guarnizioni piatte in FKM hanno una densità significativamente più alta di altri elastomeri come le guarnizioni piatte in EPDM o NBR. Rispetto ad altri materiali di tenuta, è necessaria una massa maggiore per ottenere il volume richiesto. In questo contesto, l'allungamento con riempitivi e plastificanti non è pratico, il che significa che il processo di fabbricazione è considerato notevolmente più complicato.

La funzionalità del FKM è determinata principalmente dal sistema di reticolazione usato, di cui ce ne sono tre importanti. La reticolazione con diammine bloccate non rende il materiale resistente al vapore. Se il materiale della guarnizione è reticolato bisfenolicamente, i prodotti fatti con questo materiale sono più affidabili nella lavorazione, ma meno resistenti ad alcuni combustibili. La reticolazione con perossido rende il materiale ben resistente all'idrolisi e al vapore. Riassumendo, si può dire che soprattutto i copolimeri utilizzati e il sistema di reticolazione usato hanno un'influenza sull'intervallo di temperatura operativa delle guarnizioni FKM.

Per quanto riguarda le proprietà fisiche di FKM, si può dire che a causa dei legami stabili fluoro-carbonio, si ottiene un'alta resistenza alla penetrazione, per cui il materiale isola bene elettricamente. Inoltre, il materiale di tenuta è impermeabile al gas e molto resistente all'abrasione.

In termini di proprietà meccaniche, le guarnizioni piane in FKM sono molto resistenti e presentano una bassa elasticità agli urti. L'allungamento a rottura di questo materiale è >200%. Un altro vantaggio decisivo in termini di proprietà meccaniche è rappresentato dal basso compression set, che significa che il materiale si deforma solo leggermente sotto l'effetto della pressione.

In termini di proprietà termiche, il materiale si dimostra resistente al calore nell'intervallo di temperatura fino a 200°C o 250°C. Per questo motivo, sono elencate da noi come guarnizioni piane resistenti al calore tra i materiali per guarnizioni per requisiti speciali.

A causa dell'alto contenuto di fluoro, che va dal 65 al 70% circa, le guarnizioni piatte in FKM sono considerate ignifughe.

Grazie alle loro eccellenti proprietà, le guarnizioni piatte in FKM sono tra le guarnizioni in elastomero più performanti nei settori industriali più esigenti. In particolare, in ambienti in cui la guarnizione è sottoposta contemporaneamente a diverse sollecitazioni, le guarnizioni in gomma fluorurata risultano superiori rispetto ad altri materiali di tenuta. Il materiale si contraddistingue in particolare per l’elevata resistenza alle alte temperature, l’ottima resistenza agli oli e ai carburanti, nonché per l’elevata resistenza a una vasta gamma di sostanze chimiche. Le proprietà specifiche dell’FKM dipendono dal contenuto di fluoro nel materiale. Maggiore è il contenuto di fluoro, migliori sono le proprietà, ma allo stesso tempo diminuisce la flessibilità a basse temperature. 

Elevata resistenza alle alte temperature

Le guarnizioni in FKM sono particolarmente resistenti al calore e possono quindi essere utilizzate in un ampio intervallo di temperature. A seconda della specifica formulazione del materiale, sono possibili temperature di esercizio di circa 200 °C e oltre. A seconda della formulazione utilizzata, del sistema di reticolazione, della durata di funzionamento e del fluido, la temperatura di esercizio delle guarnizioni piatte in FKM varia. Pertanto, alcune qualità speciali di FKM possono resistere anche a temperature più elevate per brevi periodi. Queste caratteristiche ne favoriscono, tra l’altro, l’impiego in applicazioni nell’ingegneria meccanica e impiantistica, nella costruzione di motori, nella produzione di energia, nonché in collegamenti di tubazioni e flange sottoposti a sollecitazioni termiche.

Ottima resistenza agli oli e ai carburanti

Oltre all’eccellente resistenza termica del materiale, la gomma fluorurata presenta anche un’ottima resistenza chimica nei confronti di una vasta gamma di oli e carburanti diversi. A seconda del rapporto di miscelazione del materiale di base, le guarnizioni piatte in FKM sono adatte al contatto con oli minerali o lubrificanti, benzina o carburanti, nonché con numerosi idrocarburi. Queste ottime resistenze chimiche e termiche ne consentono l’impiego in applicazioni in cui si verificano contemporaneamente temperature elevate e contatto prolungato con oli o carburanti. Per questo motivo, le guarnizioni piatte in FKM vengono utilizzate in motori, trasmissioni, pompe, sistemi di alimentazione e impianti industriali.

Elevata resistenza agli agenti chimici

Oltre all’ottima resistenza agli oli e ai carburanti, l’FKM presenta un’ottima resistenza a numerosi fluidi aggressivi e sostanze chimiche. La resistenza esatta dipende tuttavia dalla specifica miscela di FKM, dalla concentrazione del fluido e dalla temperatura di esercizio. Per questo motivo, le guarnizioni in FKM resistenti agli agenti chimici sono adatte a numerose applicazioni nell’impiantistica chimica, nell’ingegneria di processo, nell’ingegneria meccanica e nell’industria petrolchimica.

Ottima resistenza all'ozono, ai raggi UV e agli agenti atmosferici

La gomma fluorurata presenta inoltre un'eccellente resistenza all'ozono, ai raggi UV e agli agenti atmosferici. Rispetto ad altri elastomeri, le guarnizioni in FKM si deteriorano relativamente lentamente anche in caso di sollecitazioni prolungate, motivo per cui sono considerate durevoli e, soprattutto, resistenti all'invecchiamento. Grazie a questa proprietà, l’FKM può essere impiegato in applicazioni in cui la guarnizione è esposta per lunghi periodi ad alte temperature, all’ossigeno o a condizioni ambientali variabili. Nel settore della costruzione di macchine e impianti, ciò può contribuire a intervalli di manutenzione più lunghi e a una maggiore sicurezza operativa.

Buone proprietà meccaniche

Oltre all’elevata resistenza alle alte temperature e ai fluidi, le guarnizioni in FKM presentano buone proprietà meccaniche. A seconda della qualità del materiale, tra le caratteristiche meccaniche spiccano l’elevata resistenza all’invecchiamento meccanico, la buona resistenza all’abrasione del materiale e le ottime proprietà di deformazione sotto pressione. Ciò rende l’FKM adatto non solo per guarnizioni piatte statiche, ma in generale per soluzioni di tenuta complesse in una vasta gamma di settori applicativi.

Nonostante l'ottima resistenza alla temperatura, all'olio e alle sostanze chimiche, le guarnizioni piatte in FKM non rappresentano la soluzione ottimale per tali applicazioni, poiché anche l'elastomero ad alte prestazioni FKM presenta una resistenza limitata e alcuni vincoli.  Pertanto, questo materiale è adatto solo in misura limitata ad applicazioni con acqua calda o vapore acqueo. In particolare, le temperature elevate e prolungate del vapore acqueo comportano un deterioramento delle proprietà dei materiali delle guarnizioni piatte in Viton.

Anche per quanto riguarda la resistenza chimica, le guarnizioni in gomma fluorurata non sono universalmente resistenti a tutti i fluidi. Tutte le guarnizioni piatte in FKM non sono resistenti ai solventi polari, ai liquidi freni a base di glicole e agli acidi organici a basso peso molecolare. Inoltre, l’FPM, in particolare il Viton®, non è compatibile con i chetoni e le soluzioni di esteri. Inoltre, le guarnizioni in FKM non sono resistenti all’acido fluoridrico, ai composti di ammonio e al metanolo.

Un altro svantaggio del materiale di tenuta è la limitata flessibilità a basse temperature; per questo motivo, al diminuire della temperatura, le guarnizioni per flange in FKM si induriscono progressivamente, perdendo così elasticità. Per questo motivo, le guarnizioni standard in FKM non dovrebbero essere utilizzate in applicazioni caratterizzate da temperature ambientali molto basse o da intervalli di temperatura soggetti a forti oscillazioni.

Considerate le numerose proprietà positive e i vantaggi dell'FKM, i costi del materiale risultano tuttavia più elevati rispetto ad altri elastomeri. Pertanto, l'impiego di guarnizioni piatte in FKM è economicamente giustificato solo se si sfruttano effettivamente le proprietà specifiche del materiale di tenuta. Qualora le condizioni operative relative a fluidi, temperature e sollecitazioni meccaniche siano meno impegnative, elastomeri più economici possono risultare tecnicamente del tutto adeguati.

Le guarnizioni in FKM ed EPDM si distinguono per la loro resistenza ai fluidi polari. Inoltre, entrambi i materiali sono resistenti ai raggi UV, all'ozono e agli agenti atmosferici. Entrambi i materiali di tenuta hanno anche buone proprietà isolanti. Tuttavia, si possono riscontrare differenze nell'intervallo di temperatura, nella resistenza al carburante e nella resistenza al calore e al vapore acqueo. Mentre le guarnizioni in EPDM sono resistenti a temperature comprese tra -30 e +100°C e sono resistenti al calore e al vapore acqueo, le guarnizioni in FKM hanno una resistenza al calore fino a 200°C o 250°C e una resistenza ai carburanti.

Se l'uso di guarnizioni piane in NBR è escluso a causa delle elevate temperature di esercizio e dei complessi requisiti chimici, le guarnizioni piane in FKM possono essere considerate un'alternativa adeguata.

Le qualità di FKM disponibili presso di noi e disponibili a magazzino sono sottoposte a un controllo di qualità all'inizio del processo di ricezione della merce. Dopo l'approvazione, il materiale per guarnizioni viene stoccato sotto forma di rotoli e fogli nel luogo di stoccaggio appropriato. Solo così possiamo garantire una qualità costantemente elevata, anche per quanto riguarda il materiale di tenuta.

L'FKM fa parte della categoria di materiali di tenuta che possono essere lavorati in tutti i nostri processi produttivi. La scelta del processo di produzione più adatto per le vostre guarnizioni piatte realizzate con questo materiale dipende dal numero di pezzi, dal profilo desiderato e dallo spessore del materiale in questione. Il materiale grezzo, in rotoli o in lastre, viene quindi trasformato nella vostra guarnizione piatta in FKM personalizzata secondo il processo selezionato. 

Inoltre, è possibile rivestire preventivamente il materiale in rotoli o in lastre con una pellicola autoadesiva e successivamente trasformarlo, grazie ai nostri processi di produzione, nelle vostre guarnizioni autoadesive. Le guarnizioni autoadesive in FKM fungono esclusivamente da ausilio al montaggio, senza alterare le proprietà del materiale. Oltre alla produzione di guarnizioni per flange e guarnizioni piatte, offriamo anche rotoli o lastre di materiale non lavorato, nonché materiale al metro tagliato su misura per la vostra ulteriore lavorazione. Anche in questo caso è possibile che il materiale venga da noi predisposto in anticipo con rivestimento autoadesivo.

Dopo il completamento della produzione e un nuovo controllo di qualità, le guarnizioni piatte o flangiate vengono imballate e spedite.

Grazie all’ottima resistenza agli oli, ai carburanti e a una vasta gamma di sostanze chimiche, le guarnizioni piatte o a flangia in FKM vengono impiegate ovunque i materiali di tenuta tradizionali raggiungano i propri limiti. Soprattutto in presenza di una combinazione di temperature elevate, fluidi aggressivi e condizioni operative impegnative, le guarnizioni in gomma fluorurata (Viton) vengono preferite rispetto a quelle in NBR ed EPDM e sono adatte a numerose applicazioni industriali.

Le guarnizioni piatte in FKM vengono spesso utilizzate nell’industria chimica e di processo per sigillare fluidi aggressivi o particolarmente esigenti in condizioni di temperatura elevata.

Inoltre, le guarnizioni piatte e a flangia in FKM realizzate su misura per il cliente sono note come soluzioni collaudate nel settore della costruzione di macchine e impianti. In particolare nelle applicazioni in cui è necessario soddisfare elevati requisiti termici e in cui si verifica il contatto con lubrificanti, oli idraulici o altri fluidi di esercizio.

L'ottima resistenza agli oli, agli oli minerali e ai carburanti consente l'impiego di questo materiale nella tecnologia automobilistica e nella costruzione dei motori. In linea di massima, le guarnizioni in FKM realizzate su disegno rappresentano una soluzione adeguata per punti di tenuta particolarmente esigenti nei motori a combustione interna industriali e nei gruppi motopropulsori. Ciò vale in particolare nei settori in cui vi è un contatto permanente con il carburante.

Altri campi di applicazione delle guarnizioni in Viton a noi noti sono, ad esempio, gli impianti nel settore petrolifero, del gas e dell’energia, l’industria aerospaziale, nonché il settore delle pompe e della valventistica. Grazie all’elevata resistenza alle alte temperature e alla permeabilità ai gas relativamente bassa, è possibile anche l’impiego in applicazioni sotto vuoto.

Esempi tipici di impiego nei settori di applicazione descritti per le guarnizioni piatte e flangiate sono, ad esempio, pompe, valvole, tubazioni, impianti di processo, compressori e raccordi.

Saremo lieti di rispondere se il materiale è adatto anche ai vostri scopi. Contattate il nostro servizio clienti e lasciatevi consigliare.