Hvordan vælger man den rigtige pakning af gummimateriale til sin anvendelse?

Hvorfor materialevalget afgør, om en tætningspakning holder længe

En pakning fejler sjældent, fordi gummiet i sig selv er dårligt. I de fleste vedligeholdelsesundersøgelser er årsagen den samme: elastomeren er valgt til en forkert driftsmiljø. Temperatur, det væske, der skal tæmmes, spaltens størrelse og mængden af bevægelse påvirker alle pakningen samtidigt – og påvirker den sammen i stedet for hver især. At vælge et materiale udelukkende ud fra prisen fører normalt til svulmning, hærdning, revner og utilsigtet nedetid. En mere pålidelig metode er at definere driftsbetingelserne først, derefter vælge et gummi, der passer til dem, og først til sidst bekræfte geometri og hårdhed. Købere, der følger denne rækkefølge, bruger mindre tid på at udskifte dele og mere tid på at holde udstyret i drift.

Driftsbetingelserne, du bør registrere, inden du anmoder om et tilbud

Før du kontakter en leverandør, noter fire tal og én beskrivelse. For det første de kontinuerlige og maksimale temperaturer, som pakningen vil udsættes for – herunder opvarmnings-, rengørings- og nedkølingscyklusser. For det andet det medium, som pakningen skal være modstandsdygtig over for – f.eks. olie, brændstof, vand, damp, svag syre eller et rengøringsmiddel. For det tredje trykket i pakningen og om forbindelsen er statisk eller udsat for bevægelse. For det fjerde den tilgængelige plads i sporet eller på flangen, da dette fastsætter den maksimale tykkelse. Beskrivelsen skal angive, om komponenten er udsat for vejrforhold udendørs, ozon eller ultraviolet lys, da disse faktorer forårsager ældning af gummi – selv når mediet i sig selv er mildt. En leverandør, der kan give et tilbud baseret på disse oplysninger, er langt nemmere at sammenligne med end en, der kun tilbyder standardstørrelser fra en katalog.

Almindelige gummityper til pakninger og deres anvendelsesområder

Nitrilbutadien-gummi, normalt skrevet NBR, er det mest anvendte materiale til kontakt med olie og brændstof og fungerer inden for et temperaturområde på ca. -30 til 100 grader Celsius, hvilket gør det velegnet til mange bil- og mekaniske tætningsanvendelser. Fluorogummi, FKM, dækker et langt bredere temperaturområde på ca. -20 til 200 grader Celsius og er modstandsdygtigt over for aggressive kemikalier, hvorfor det ofte anvendes i ledd, der udsættes for høje temperaturer og kemikalier. EPDM yder god ydeevne udendørs over for vand, damp og vejrlig, men er ikke det første valg ved kontakt med petroleumsbaserede olies. Silikonegummi, VMQ, bibeholder sin fleksibilitet fra ca. -60 til 200 grader Celsius og vælges ofte, hvor lavtemperaturfleksibilitet eller kontakt med fødevarer, medicinsk udstyr eller elektronik er relevant. SBR, HNBR og FFKM er yderligere muligheder, når der kræves slidstærkhed, hydrogeneret drift eller ekstrem kemisk modstandsdygtighed. Hårdhed angives normalt i Shore A, og standardproduktion dækker ca. 30 til 90 Shore A. En sammenligning af en pakning i NBR med den samme pakning i FKM, EPDM eller silikone er faktisk en sammenligning af fire forskellige anvendelsesområder, og pakningsmaterialet bør vurderes ud fra tætningspresset og den rille, den skal udfylde.

En sammenligningstabel hjælper dig med at udvælge hurtigere

I stedet for at diskutere materialer abstrakt skal du oprette en kort tabel med én række pr. kandidatmateriale og fire kolonner: temperaturområde, modstandsdygtighed over for kemikalier, typisk anvendelse og en note. Ved at rangere kandidaterne på denne måde elimineres subjektive meninger fra beslutningen, og du får en dokumenteret begrundelse for det endelige valg. Det gør det også nemmere at retfærdiggøre et dyrere materiale, når applikationen virkelig kræver det, fordi tabellen præcist viser, hvilken betingelse det billigere materiale ikke kan opfylde. Sammenligningstabellen i denne vejledning kan bruges som en startskabelon til denne øvelse.

Geometri, hårdhed og tætningsringens pasform er lige så vigtige som materialet

Materiale udgør kun halvdelen af beslutningen. En pakning, der er for blød, presses ind i spalten under tryk, mens en, der er for hård, muligvis ikke følger en ru flangeoverflade. For flade pakninger og ringpakninger fastsætter overfladebehandlingen af den tilstødende overflade, boltespændingen og dybden af rillen de praktiske grænser for hårdhed og tykkelse. En gummipakning, der komprimeres i den forkerte rille, vil stadig lække, selvom materialeklassen er korrekt. Hvis tegningen endnu ikke er færdig, accepterer de fleste leverandører 2D-filer i PDF- eller CAD-format samt 3D-filer i IGES- eller STEP-format – eller et fysisk prøveeksemplar – så geometrien kan gennemgås, før værktøjerne fremstilles. Hvor der findes en standardstørrelse, forkorter brugen af denne levertiden; hvor der ikke findes en standardstørrelse, er ikke-standardiseret tilpasning normal for elementer som O-ringe og ringpakninger.

Et praktisk indkøbsscenarie

Overvej et vedligeholdelsesteam, der udskifter en utæt pakning på en udendørs pumpeflange. Den oprindelige del var en blød NBR-ring, som svulmede og rev i løbet af én enkelt sæson. Registreringen af forholdene afslørede tre spændinger, som det oprindelige materiale aldrig havde taget højde for: sommertemperaturer på over 100 grader Celsius på overfladen, ozonpåvirkning fra den udendørs placering samt periodisk damprensning. Ved at justere kravet mod en temperaturbestandigere, vejrmodsigtskraftigere forbindelse – og samtidig øge hårdheden med ét trin for at forhindre ekstrudering ved flangen – blev gentagne fejl elimineret. Lærdommen er ikke, at én gummitype er bedre end en anden. Lærdommen er, at valget skal følge de faktiske forhold – og at en leverandør med interne gummiblandings- og støbeteams ofte kan rådgive både om forbindelsen og om sporens geometri i én og samme samtale.

Sådan vurderer du en leverandør, inden du forpligter dig

Spørg om materialekvaliteten, hårdheden i Shore A, temperaturområdet, som sammensætningen er godkendt til, og de tilgængelige farvemuligheder, da farven kan specificeres for at opfylde en kundes krav. Spørg, hvordan leverandøren håndterer tilpassede, ikke-standarddele, og om prøver er tilgængelige før fuld produktion. Bekræft, hvilke kvalitetssystemer og certificeringer der gælder for produktet, og om disse dokumenter dækker det specifikke pakningstætningsmateriale, du køber. En leverandør, der arbejder i henhold til ISO 9001 samt har CE- og RoHS-overensstemmelse, giver en dokumenteret basis, men dokumenterne bør alligevel tjekkes mod din egen specifikation. Endelig skal ordreprocessen gennemgås. En tydelig rækkefølge af produktkrav, tilbud, bekræftet leveringstid, proformafaktura, produktion, afsendelse og ordreafslutning beskytter både køber og leverandør.

Spørgsmål, købere stiller om pakningstætningsgummi

Kan én gummisammensætning tætte alle væsker?

Nej. Hver elastomerefamilie har et defineret medium- og temperaturområde, og en sammensætning, der er modstandsdygtig over for olie, kan yde dårligt over for vand, damp eller aggressive kemikalier. Test altid mod det faktiske medium. En gummipakning skal også kontrolleres for hårdhed, som normalt angives i Shore A.

Er en hårdere pakning altid bedre til at holde tryk?

Ikke automatisk. Hårdere sammensætninger er mere modstandsdygtige mod ekstrudering, men passer mindre præcist til tætningsfladen. Den korrekte hårdhed afhænger af spalten, overfladebehandlingen og trykket, så geometrien skal derfor bekræftes sammen med materialet.

Hvordan ved jeg, at en specialfremstillet del vil passe, inden masseproduktionen påbegyndes?

Lever en 2D-tegning, en 3D-model eller et fysisk eksemplar, og anmod om et prøveeksemplar. At gennemgå et prøveeksemplar er den mest pålidelige måde at bekræfte pasform, hårdhed og overfladebehandling på, inden man går i gang med en produktionsomgang.