Uszczelnienia FKM

Czym są uszczelnienia FKM?

FKM to skrót od mieszanki kauczuku fluorowego, dawniej określanej również jako FPM. Aby odróżnić te pojęcia, należy zaznaczyć, że FKM to międzynarodowe oznaczenie ISO dla wszystkich elastomerów fluorowych, natomiast FPM obejmuje niemieckie oznaczenie DIN. Obejmuje to całą grupę różnych mieszanek polimerów syntetycznych, których wspólną cechą jest monomer VDF (difluorek winylidenu). Materiał ten należy do grupy M kauczuków, które charakteryzują się nasyconym łańcuchem głównym węgla. Mieszanka kauczuku fluorowego jest sprzedawana pod nazwami handlowymi Tecnoflon®, Dai-El® i innymi. Viton® jest jedną z najważniejszych marek FKM i stanowi nazwę handlową elastomerów fluorowych, którą wprowadziła amerykańska firma DuPont. W praktyce uszczelki z Vitonu są również używane jako synonim potrzebnych rozwiązań uszczelniających z FKM. Jeśli w Państwa rysunkach technicznych lub zestawieniach części wskazano uszczelki z Vitonu, chętnie pomożemy Państwu w doborze odpowiedniej jakości FKM. Materiał ten (np. gatunekFKM 75 Shore) charakteryzuje się bardzo wysoką jakością i doskonałymi właściwościami, dzięki czemu jest uznawany za elastomer „uniwersalny”. Wynika to z połączenia dobrej odporności na wysoką temperaturę i ozon z odpornością na wiele różnych substancji chemicznych.

W zależności od związku fluorubbera, materiał ma różne właściwości dla różnych zdefiniowanych zastosowań. Do najważniejszych typów należą kopolimery VDF i HFP (heksafluoropropylen) oraz terpolimery VDF, HFP i TFE (tetrafluoroetylen).

Terpolimery ze względu na większą zawartość fluoru są bardziej odporne na działanie substancji chemicznych niż kopolimery, są również bardziej odporne na działanie wysokich temperatur. Kopolimery natomiast mają przewagę w zestawieniu kompresyjnym i wykazują większą elastyczność w niskich temperaturach. Uszczelki płaskie wykonane z FKM mają znacznie większą gęstość niż inne elastomery, takie jak uszczelki płaskie wykonane z EPDM lub NBR. W porównaniu do innych materiałów uszczelniających, do uzyskania wymaganej objętości potrzebna jest większa masa. W tym kontekście rozciąganie z wypełniaczami i plastyfikatorami nie jest praktyczne, co oznacza, że proces produkcji jest uważany za znacznie bardziej skomplikowany.

O funkcjonalności FKM decyduje przede wszystkim zastosowany system sieciowania, z których wyróżnia się trzy ważne. Sieciowanie zablokowanymi diaminami nie czyni materiału odpornym na działanie pary wodnej. Jeśli materiał uszczelki jest usieciowany bisfenolem, produkty wykonane z tego materiału są bardziej niezawodne w przetwarzaniu, ale mniej odporne na niektóre paliwa. Sieciowanie nadtlenkowe sprawia, że materiał jest dobrze odporny na hydrolizę i parę wodną. Podsumowując można stwierdzić, że przede wszystkim zastosowane kopolimery i system sieciowania mają wpływ na zakres temperatur pracy uszczelnień FKM.

W odniesieniu do właściwości fizycznych FKM można powiedzieć, że dzięki stabilnym wiązaniom fluor-węgiel uzyskuje się wysoką odporność na przenikanie, dzięki czemu materiał ten dobrze izoluje elektrycznie. Ponadto materiał uszczelniający jest nieprzepuszczalny dla gazu i bardzo odporny na ścieranie.

Pod względem właściwości mechanicznych uszczelki płaskie wykonane z FKM są bardzo wytrzymałe i wykazują niską elastyczność udarową. Wydłużenie przy zerwaniu tego materiału wynosi >200%. Kolejna decydująca zaleta w zakresie właściwości mechanicznych dotyczy niskiego stopnia kompresji, co oznacza, że materiał odkształca się tylko w bardzo niewielkim stopniu pod wpływem nacisku.

Pod względem właściwości termicznych materiał okazuje się odporny na działanie wysokich temperatur w zakresie do 200°C lub 250°C. Dlatego są one przez nas wymienione jako żaroodporne uszczelki płaskie pod materiałami uszczelniającymi dla specjalnych wymagań.

Ze względu na wysoką zawartość fluoru, która wynosi ok. 65 do 70%, uszczelki płaskie wykonane z FKM są uznawane za trudnopalne.

Płaskie uszczelki z FKM, dzięki swoim doskonałym właściwościom, należą do najwydajniejszych uszczelek elastomerowych stosowanych w wymagających zastosowaniach przemysłowych. Szczególnie w środowiskach, w których na uszczelkę oddziałuje jednocześnie kilka obciążeń, uszczelki z kauczuku fluorowego przewyższają inne materiały uszczelniające. Materiał ten wyróżnia się przede wszystkim wysoką odpornością na wysokie temperatury, bardzo dobrą odpornością na oleje i paliwa, a także wysoką odpornością na działanie najróżniejszych substancji chemicznych. Specyficzne właściwości FKM zależą od zawartości fluoru w materiale. Im większa zawartość fluoru, tym lepsze są właściwości, przy jednoczesnym spadku elastyczności w niskich temperaturach. 

Wysoka odporność na wysokie temperatury

Uszczelki z FKM charakteryzują się wyjątkową odpornością na wysoką temperaturę, dzięki czemu mogą być stosowane w szerokim zakresie temperatur. W zależności od konkretnej mieszanki materiałowej możliwe są temperatury robocze rzędu około 200 °C i wyższe. W zależności od zastosowanej receptury, systemu sieciowania, czasu eksploatacji i medium, temperatura robocza uszczelki płaskiej z FKM ulega zmianie. Dlatego też specjalne gatunki FKM mogą przez krótki czas wytrzymać nawet wyższe temperatury. Właściwości te sprzyjają między innymi zastosowaniu w budowie maszyn i urządzeń, produkcji silników, wytwarzaniu energii, a także w narażonych na obciążenia termiczne połączeniach rurociągowych i kołnierzowych.

Bardzo dobra odporność na oleje i paliwa

Oprócz doskonałej odporności termicznej tego materiału, kauczuk fluorowy wykazuje również znakomitą odporność chemiczną na działanie wielu różnych olejów i paliw. W zależności od proporcji mieszanki materiału bazowego, uszczelki płaskie z FKM nadają się do kontaktu z olejami mineralnymi lub smarowymi, benzyną lub paliwami, a także z licznymi węglowodorami. Ta bardzo dobra odporność chemiczna i termiczna umożliwia stosowanie ich w zastosowaniach, w których występują jednocześnie wysokie temperatury i długotrwały kontakt z olejami lub paliwami. Z tego powodu płaskie uszczelki z FKM znajdują zastosowanie w silnikach, skrzyniach biegów, pompach, układach paliwowych i instalacjach przemysłowych.

Wysoka odporność na działanie substancji chemicznych

Oprócz bardzo dobrej odporności na oleje i paliwa, FKM charakteryzuje się również bardzo dobrą odpornością na wiele agresywnych mediów i substancji chemicznych. Dokładna odporność zależy jednak od konkretnej mieszanki FKM, stężenia medium oraz temperatury roboczej. Dzięki temu odporne na chemikalia uszczelki z FKM nadają się do wielu zastosowań w budowie instalacji chemicznych, inżynierii procesowej, budowie maszyn oraz w przemyśle petrochemicznym.

Bardzo dobra odporność na ozon, promieniowanie UV i czynniki atmosferyczne

Kauczuk fluorowy charakteryzuje się również doskonałą odpornością na ozon, promieniowanie UV i czynniki atmosferyczne. W porównaniu z innymi elastomerami uszczelki z FKM starzeją się stosunkowo powoli nawet przy długotrwałym obciążeniu, dlatego też są one uważane za trwałe, a przede wszystkim odporne na starzenie. Dzięki tej właściwości możliwe jest stosowanie FKM w zastosowaniach, w których uszczelka jest przez dłuższy czas narażona na działanie wysokich temperatur, tlenu lub zmiennych warunków otoczenia. W branży budowy maszyn i urządzeń może to przyczynić się do wydłużenia okresów między przeglądami oraz zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji.

Dobre właściwości mechaniczne

Oprócz wysokiej odporności na temperaturę i czynniki chemiczne uszczelki z FKM charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi. W zależności od jakości materiału, wśród właściwości mechanicznych na pierwszy plan wysuwają się wysoka odporność na starzenie mechaniczne, dobra odporność materiału na ścieranie oraz bardzo dobre właściwości w zakresie odkształcania pod ciśnieniem. Dzięki temu FKM nadaje się nie tylko do statycznych uszczelnień płaskich, ale ogólnie do wymagających rozwiązań uszczelniających w wielu różnych obszarach zastosowań.

Pomimo bardzo dobrej odporności na temperaturę, olej i substancje chemiczne, uszczelki płaskie z FKM nie są optymalnym rozwiązaniem dla tego zastosowania, ponieważ nawet elastomer o wysokiej wydajności, jakim jest FKM, ma ograniczoną odporność i pewne ograniczenia.  Materiał ten nadaje się zatem tylko w ograniczonym zakresie do zastosowań z gorącą wodą lub parą wodną. W szczególności długotrwałe działanie wysokich temperatur pary wodnej prowadzi do pogorszenia właściwości materiałowych płaskich uszczelek z Vitonu.

Również pod względem odporności chemicznej uszczelki z kauczuku fluorowego nie są uniwersalnie odporne na wszystkie media. Żadne płaskie uszczelki z FKM nie są odporne na rozpuszczalniki polarne, płyny hamulcowe na bazie glikolu oraz kwasy organiczne o niskiej masie cząsteczkowej. FPM, a w szczególności Viton®, nie jest również kompatybilny z ketonami i roztworami estrów. Uszczelki z FKM są również nieodporne na fluorowodór, związki amonu i metanol.

Kolejną wadą tego materiału uszczelniającego jest ograniczona elastyczność w niskich temperaturach, przez co wraz ze spadkiem temperatury uszczelki kołnierzowe z FKM stopniowo twardnieją, tracąc przy tym swoją elastyczność. Z tego powodu standardowych uszczelek z FKM nie należy stosować w zastosowaniach, w których występują bardzo niskie temperatury otoczenia lub silne wahania temperatury.

Biorąc jednak pod uwagę liczne pozytywne właściwości i zalety FKM, koszty materiałowe są wyższe w porównaniu z innymi elastomerami. W związku z tym stosowanie uszczelek płaskich z FKM ma sens ekonomiczny tylko wtedy, gdy faktycznie wymagane jest wykorzystanie szczególnych właściwości tego materiału uszczelniającego. Jeśli warunki eksploatacyjne dotyczące mediów, temperatur i obciążeń mechanicznych są mniej wymagające, tańsze elastomery mogą być w pełni wystarczające pod względem technicznym.

Uszczelnienia wykonane z FKM i EPDM charakteryzują się odpornością na działanie mediów polarnych. Ponadto oba materiały są odporne na działanie promieniowania UV, ozonu i czynników atmosferycznych. Oba materiały uszczelniające mają również dobre właściwości izolacyjne. Różnice można jednak znaleźć w zakresie temperatur, odporności na paliwo oraz odporności na działanie gorąca i pary wodnej. O ile uszczelki EPDM są odporne na temperaturę w zakresie od -30 do +100°C i są odporne na działanie gorąca i pary wodnej, to uszczelki FKM mają odporność na temperaturę do 200°C lub 250°C i odporność na działanie paliw.

Jeżeli ze względu na wysokie temperatury pracy i złożone wymagania chemiczne wykluczone jest stosowanie uszczelek płaskich z NBR, to jako odpowiednią alternatywę można rozważyć uszczelki płaskie z FKM.

Dostępne u nas i standardowo magazynowane gatunki FKM są poddawane kontroli jakości na początku procesu przyjęcia towaru. Po zatwierdzeniu materiał uszczelniający jest składowany w postaci rolek i arkuszy w odpowiednim miejscu składowania. Tylko wtedy możemy zagwarantować niezmiennie wysoką jakość, również w odniesieniu do danego materiału uszczelniającego.

FKM należy do grupy materiałów uszczelniających, które mogą być przetwarzane we wszystkich naszych procesach produkcyjnych. Wybór najbardziej odpowiedniej metody produkcji płaskich uszczelek z tego materiału zależy od liczby sztuk, pożądanego kształtu oraz grubości danego materiału. W ramach wybranej metody nieprzetworzony materiał w rolkach lub arkuszach jest następnie przetwarzany na indywidualną płaską uszczelkę z FKM. 

Ponadto istnieje możliwość wcześniejszego pokrycia materiału w rolkach lub arkuszach folią samoprzylepną, a następnie przetworzenia go – przy pomocy naszych procesów produkcyjnych – na Państwa uszczelki samoprzylepne. Samoprzylepne uszczelki z FKM służą wyłącznie jako pomoc montażowa, nie zmieniając przy tym właściwości materiału. Oprócz produkcji uszczelek kołnierzowych i płaskich oferujemy również nieprzetworzone materiały w rolkach lub arkuszach, a także materiały na metry przycięte na wymiar do dalszej obróbki we własnym zakresie. Również w tym przypadku istnieje możliwość, że materiał zostanie przez nas wcześniej wyposażony w warstwę samoprzylepną.

Po zakończeniu produkcji i ponownej kontroli jakości, uszczelki płaskie lub kołnierzowe są pakowane i wysyłane do Państwa.

Ze względu na bardzo dobrą odporność na oleje, paliwa i wiele substancji chemicznych uszczelki płaskie lub kołnierzowe z FKM znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie tradycyjne materiały uszczelniające osiągają granice swoich możliwości. Szczególnie w przypadku połączenia wysokich temperatur, agresywnych mediów oraz wymagających warunków eksploatacyjnych uszczelki z kauczuku fluorowego (Viton) są preferowane w stosunku do uszczelek z NBR i EPDM i nadają się do wielu zastosowań przemysłowych.

Płaskie uszczelki z FKM są często stosowane w przemyśle chemicznym i przetwórczym do uszczelniania agresywnych lub wymagających mediów w warunkach wysokich temperatur.

Ponadto uszczelki płaskie i kołnierzowe z FKM, dostosowane do indywidualnych potrzeb klientów, są znane jako sprawdzone rozwiązania w budowie maszyn i urządzeń. Dotyczy to w szczególności zastosowań, w których muszą być spełnione wysokie wymagania termiczne oraz występuje kontakt ze smarami, olejami hydraulicznymi lub innymi mediami roboczymi.

Bardzo dobra odporność na oleje, oleje mineralne i paliwa pozwala na stosowanie tego materiału w motoryzacji i technice silnikowej. Zasadniczo uszczelki z FKM wykonane zgodnie z rysunkiem technicznym stanowią odpowiednie rozwiązanie dla wymagających miejsc uszczelnienia w przemysłowych silnikach spalinowych i agregatach. Dotyczy to w szczególności obszarów, w których występuje stały kontakt z paliwem.

Inne znane nam obszary zastosowań uszczelek z Vitonu to na przykład instalacje w przemyśle naftowym, gazowym i energetycznym, lotnictwie i kosmonautyce, a także w technice pomp i armatury. Dzięki wysokiej odporności na temperaturę i stosunkowo niskiej przepuszczalności gazów możliwe jest również ich zastosowanie w instalacjach próżniowych.

Typowe zastosowania uszczelek płaskich i kołnierzowych w opisanych obszarach zastosowań to na przykład pompy, zawory, rurociągi, instalacje technologiczne, sprężarki oraz armatura.

Chętnie odpowiemy, czy ten materiał nadaje się również do Państwa celów. Skontaktuj się z naszym działem obsługi klienta i pozwól nam doradzić.