Как вы хотите связаться с нами?
  • Русский
ru +380 50 417 3929 sbit@kauchuk.ua Пн - Пт 08:30 - 17:00 87504, г. Мариуполь, ул. Вузовская, 1-А
Сертификат
ISO 9001:2015
Сертификат
IATF 16949:2016
+380 67 000 1997
+380 95 048 1000
СКАЧАТЬ ПРАЙС

Подбор резиновой смеси для низкотемпературных применений

Завод РТИ "КАУЧУК" > Блог > Подбор резиновой смеси для низкотемпературных применений

В этой статье мы исследуем лучшее материалы для низкотемпературных применений уплотнительных колец и других уплотнений в соответствии с рабочими требованиями. По большей части, многие резиновые смеси уже поддерживают работоспособность при температурах в диапазоне от -5 до -25 ° C, по этой причине мы будем рассматривать только низкотемпературные применения ниже -25 ° C.

Если ваше уплотнение должно работать при температурах ниже -25 ° C вы можете рассмотреть следующие виды материалов для производства уплотнения: NBR, HNBR, VMQ, FVMQ, FFKM или PFTE.

резиновые смеси для низких температур

Что вызывает выход уплотнительного кольца из строя при низких температурах?

Эффект охлаждения заставляет резину терять свою эластичность, которая измеряется как «остаточная деформация при сжатии». Остаточная деформация при сжатии является неотъемлемой частью характеристик уплотнительного кольца, необходимых для обеспечения надежного уплотнения, определяемого как процент материала, который не может вернуться к исходному размеру после сжатия. Следовательно, более низкая остаточная деформация при сжатии указывает на лучшее сопротивление изменениям давления (динамическая) и постоянную деформацию (статическая), обеспечивая при этом требуемую «линию уплотнения» между уплотнительным кольцом и корпусом уплотнения. Ухудшение остаточной деформации при сжатии при низких температурах приводит к не герметичности уплотнения и окончательному разрушению уплотнительного кольца.

Чтобы противодействовать снижению показателя остаточной деформации при сжатии, уплотнение может быть сконструировано с учетом постоянного давления на уплотнительное кольцо, называемым «сжатием». Установка сжатия 30% или выше может предотвратить разрушение уплотнительного кольца при низких температурах, но это имеет свои ограничения. Например, нецелесообразно использовать сжатие выше 16% в динамических применениях из-за трения и износа.

Стеклование резиновых материалов

Воздействие на уплотнительное кольцо избыточно низких температур приводит к тому, что материал переходит точку «стеклования» или «Tg». Здесь полимер достигает температуры, при которой он становится твердым и хрупким, известного как «стеклообразное состояние». Материалы тестируются в соответствии с ASTM D7426 или ISO 22768 для определения температуры Tg. Что касается низкотемпературных эластомеров, достижение точки стеклования может привести к растрескиванию или расколу уплотнительного кольца.

Интересным моментом в отношении стеклования является то, что некоторые материалы, такие как твердые пластмассы, могут иметь Tg выше комнатной температуры. Например, полиизопрен имеет Tg выше 100 ° C, и поэтому он ведет себя иначе, чем другие полимеры.

Температурный тест TR-10

Наконец, самый надежный тест, используемый для определения минимальной рабочей температуры уплотнительного кольца, — это тест TR-10. Выполняется в соответствии с обоими стандартами испытаний ASTM D1329 и ISO 2921. Он включает охлаждение материала, постепенное снижение температуры и растяжение смеси на 50%. Самая низкая температура, достигнутая перед разрушением, определяет минимальную рабочую температуру уплотнительного кольца.

Какую резиновую смесь использовать для уплотнений при низких температурах?

Для начала важно понимать, что существует большое количество вариаций рецептур резиновых смесей даже для одних и тех же эластомеров, которые могут снизить рабочую температуру смеси. Для ситуаций, когда конкретный материал оказался подходящим благодаря своей химической совместимости или механическим свойствам, можно сделать также рецептуру, которая будет учитывать низкотемпературное применение.

Уплотнительное кольцо из низкотемпературного нитрила (NBR)

Диапазон температур: от -45 ° C до 110 ° C

Плюсы NBR: низкая стоимость, умеренная стойкость к маслам, химическим веществам и жирам.

Минусы NBR: при низких температурах склонен к усадке и может потерять химическую стойкость.

В данном случае использование нитрила с меньшим количеством акрилонитрила улучшает его низкотемпературную стойкость. К сожалению, это также влияет на топливо- и маслостойкость эластомера. NBR — отличный выбор для недорогих уплотнений, требующих умеренного или небольшого химического воздействия.

Уплотнительное кольцо из HNBR для низких температур

Диапазон температур: от -50 ° C до + 150 ° C

Плюсы HNBR: Повышенная химическая и маслостойкость.

Минусы HNBR: При низких температурах склонен к усадке и может потерять химическую стойкость.

По сравнению с нитрилом изменение содержания акрилонитрила в гидрированной версии нитрила (HNBR) приводит к потере гибкости. HNBR обеспечивает превосходные механические свойства по сравнению с NBR, что помогает предотвратить экструзию и износ. Он также устойчив к более широкому спектру масел, топлива и химикатов. В частности, к алифатическим углеводородам, гидравлическим жидкостям и разбавленным кислотам. Хотя HNBR не рекомендуется для использования с хлорированными углеводородами, полярными растворителями или сильными кислотами.

Силиконовое уплотнительное кольцо для низких температур

Стандартный температурный диапазон: от -55 ° C до + 200 ° C

Диапазон температур фторсиликона: от -60 ° C до + 200 ° C

Рабочая температура специальной рецептуры низкотемпературной резиновой смеси: от -100 ° C до + 220 ° C

Плюсы силикона: выдающаяся устойчивость к низким температурам.

Минусы силикона: низкая износостойкость и слабая химическая совместимость.

Демонстрируя впечатляющие характеристики как при экстремально высоких, так и при низких температурах, силикон имеет рабочую температуру до -55 ° C, а рецептуры со специальными составами способны выдерживать -100 ° C. Для сравнения, это на 50 ° C ниже, чем у большинства стандартных материалов уплотнительных колец. Однако недостатком силикона является низкая прочность на разрыв и износостойкость, что делает его непригодным для динамических применений.

Что касается химической совместимости, силикон устойчив к животным и растительным маслам, но уязвим для большинства кислот и щелочей, топлива на углеводородной основе и масел на нефтяной основе. В связи с этим можно рассмотреть возможность использования фторированной версии соединения —  фторсиликона (FVMQ), но у таких смесей по-прежнему ограничен контакт с кетонами, фосфатными эфирами, некоторыми кислотами, тормозными жидкостями и аминами. FVMQ обеспечивает рабочую температуру до -60 ° C.

FFKM – фторопреновый каучук для низких температур

Диапазон температур: от -45 ° C до + 240 ° C

Плюсы FFKM: Отличная химическая стойкость.

Минусы FFKM: Дороже по сравнению с обычными резиновыми смесями.

FFKM может обеспечить сравнительный уровень производительности по экономичной цене. Резиновые смеси на основе стандартных фторопреновых каучуквов обеспечивают надежное уплотнение при -45 ° C и устойчивость к почти универсальному спектру химикатов. Это делает его пригодным для использования в нефтехимической, пищевой и фармацевтической отраслях.

Фторопластовые уплотнительные кольца (PTFE) для низких температур

Диапазон температур: от -200 ° C до + 250 ° C

Плюсы PTFE: Исключительная устойчивость к низким температурам и химическим воздействиям.

Минусы PTFE: Низкие показатели остаточной деформации при сжатии, практически полное отсутствие памяти.

В случаях, когда остаточная деформация при сжатии не является важным фактором, фторопласт обеспечивает исключительную устойчивость к низким температурам до -200 ° C и не подвержен действию практически всех известных кислот, щелочей и растворителей. Еще одним преимуществом фторопласта является то, что этот материал имеет низкий коэффициент трения, его поверхность очень скользкая и не требует смазки при сборке. Несмотря на то, что материал очень прочный и устойчивый к истиранию, фторопласт практически не имеет остаточной деформации при сжатии, поэтому на нем легко остаются вмятины и он может не обеспечивать надежного уплотнения при постоянном давлении.