Οι ελαστικές τάπες έχουν την τάση να καταστρέφονται με την πάροδο του χρόνου, κυρίως λόγω οξειδωτικής υποβάθμισης, κάτι που μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους πριν χρειαστεί να αντικατασταθούν. Όταν εκτίθενται σε παράγοντες όπως το υπεριώδες φως του ήλιου ή σε ακραία θερμοκρασία, η διαδικασία της οξείδωσης επιταχύνεται σημαντικά, με αποτέλεσμα το υλικό να υποβαθμίζεται πολύ πιο γρήγορα από το φυσιολογικό. Εκεί που εμφανίζονται χρήσιμα τα αντιοξειδωτικά. Δρουν επιβραδύνοντας αυτές τις χημικές αντιδράσεις που βλάπτουν το ελαστικό, έτσι ώστε οι τάπες να παραμένουν λειτουργικές για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Τα αντιοξειδωτικά ουσιαστικά εμποδίζουν τις επιζήμιες αντιδράσεις από το να συμβούν στη δομή του υλικού, διατηρώντας τα ελαστικά εξαρτήματα ανέπαφα ακόμα και όταν αντιμετωπίζουν δύσκολες περιβαλλοντικές προκλήσεις καθημερινά.
Όταν τα ελαστικά πολυμερή έρχονται σε επαφή με ορισμένα χημικά, τείνουν να αντιδράσουν χημικά, μεταβάλλοντας τη συμπεριφορά τους. Πάρτε για παράδειγμα τους διαλύτες και τα οξέα, που συχνά προκαλούν προβλήματα, όπως διάσπαση ή διαστολή, γεγονός που εξασθενεί το ελαστικό με την πάροδο του χρόνου. Έχουμε δει αυτό να συμβαίνει σε πραγματικές καταστάσεις, όπου τα ελαστικά στεγανοποιητικά αρχίζουν να αποτυγχάνουν επειδή η δυνατότητά τους να επανέρχονται στην αρχική τους μορφή έχει επηρεαστεί από την έκθεση σε χημικά. Τα καλά νέα είναι πως οι ερευνητές μελετούν αυτές τις αλληλεπιδράσεις εδώ και χρόνια. Η δουλειά τους έχει οδηγήσει σε καλύτερες πρακτικές στην επιλογή υλικών. Οι κατασκευαστές μπορούν τώρα να επιλέγουν τον κατάλληλο τύπο ελαστικής ένωσης, με βάση τα χημικά στα οποία θα εκτεθεί, αντί να χρησιμοποιούν απλώς το φθηνότερο ή το πιο διαθέσιμο.
Τα μικρόβια παίζουν επίσης ρόλο στη διαδικασία της διάβρωσης που επηρεάζει τα ελαστικά πώματα, ιδιαίτερα όταν ορισμένοι τύποι βακτηρίων και μυκήτων αρχίσουν να δρουν πάνω σε αυτά τα υλικά από ελαστικό. Αυτοί οι μικροοργανισμοί καταστρέφουν σταδιακά τα χημικά συστατικά του ελαστικού, γεγονός που υποβαθμίζει τη δομή του και τελικά οδηγεί σε αστοχίες. Όταν μελετάται η επίδραση των μικροβίων στο ελαστικό, οι ερευνητές συνήθως εξετάζουν ποιο είδος περιβάλλοντος προωθεί την ανάπτυξή τους και διενεργούν διάφορες εργαστηριακές δοκιμές για να διαπιστώσουν το βαθμό της ζημιάς που έχει προκληθεί. Υπάρχουν αρκετές αξιόπιστες μέθοδοι για την πραγματοποίηση αυτής της αξιολόγησης. Κάποιες περιλαμβάνουν τη δημιουργία τεχνητών περιβαλλόντων που μοιάζουν με πραγματικές συνθήκες, ενώ άλλες βασίζονται στην παρατήρηση δειγμάτων με τη χρήση μικροσκοπίου. Όλες αυτές οι τεχνικές βοηθούν στον προσδιορισμό της παρουσίας μικροβίων και της επίδρασής τους στο ελαστικό. Αυτές οι πληροφορίες είναι επίσης χρήσιμες για την ανάπτυξη νέων συνθέσεων ελαστικού που αντέχουν καλύτερα στη μικροβιακή επίθεση και μειώνουν τον κίνδυνο πρόκλησης προβλημάτων διάβρωσης στο μέλλον.
Το νιτριλοκαουτσούκ διακρίνεται γιατί αντέχει πολύ καλά στη διάβρωση όταν έρχεται σε επαφή με διάφορους τύπους υδρογονανθράκων. Για ανθρώπους που εργάζονται σε χώρους όπως εργοστάσια πετρελαϊκής διυλιστικής ή φυσικού αερίου, αυτή η χημική σταθερότητα είναι πολύ σημαντική, αφού τα μηχανήματα εκτίθενται σε αυστηρές συνθήκες και ουσίες καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας. Η εξέταση της απόδοσής του δείχνει ότι το νιτριλοκαουτσούκ αντέχει στην καταστροφή πολύ καλύτερα σε σχέση με πολλές άλλες εναλλακτικές λύσεις υπό παρόμοιες συνθήκες. Οι περισσότεροι μηχανικοί που ασχολούνται τακτικά με τέτοια θέματα τείνουν να προτείνουν το νιτριλοκαουτσούκ όποτε υπάρχει συνεχής έκθεση σε υδρογονάνθρακες, λόγω της ανθεκτικότητάς του στη διάρκεια. Η τοποθέτηση νιτριλοκαουτσούκ στις σωστές θέσεις διατηρεί τα συστήματα ανεπηρέαστα για περισσότερο καιρό, μειώνει εκείνα τα ενοχλητικά προβλήματα συντήρησης και καθιστά τα εξαρτήματα πολύ πιο ανθεκτικά από την αναμενόμενη διάρκεια ζωής τους. Γι' αυτόν τον λόγο, πολλές βιομηχανικές εγκαταστάσεις βασίζονται σ' αυτό για εργασίες όπου τα πράγματα πρέπει να λειτουργούν αξιόπιστα χωρίς συνεχείς επισκευές.
Το καουτσούκ EPDM αντέχει πραγματικά καλά στις χημικές και φυσικές καταπονήσεις όταν εκτίθεται σε οξέα. Δοκιμές έχουν δείξει ξανά και ξανά ότι αυτό το υλικό παρουσιάζει εξαιρετική απόδοση σε αυτές τις δύσκολες συνθήκες. Οι περισσότερες βιομηχανικές οδηγίες υποδεικνύουν το EPDM όταν κάτι χρειάζεται να αντέχει σε ζημιές από οξέα, κάτι που εξηγεί γιατί τόσα χημικά εργοστάσια και εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων βασίζονται σ' αυτό. Όταν οι εταιρείες επιλέγουν EPDM για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με διαβρωτικά χημικά, ουσιαστικά εξασφαλίζουν ότι τα εξαρτήματα αυτά θα διαρκέσουν περισσότερο χωρίς να καταστραφούν. Αυτό που καθιστά το EPDM τόσο πολύτιμο δεν είναι μόνο η δυνατότητά του να αντέχει σε επιθέσεις οξέων, αλλά και το πόσο αυτή η ανθεκτικότητα μειώνει τα κόστη αντικατάστασης και τις επισκευές με την πάροδο του χρόνου. Για οποιονδήποτε εργάζεται με διαβρωτικά υλικά καθημερινά, το EPDM προσφέρει προστασία και οικονομία.
Το φθοροανθρακικό καουτσούκ FKM ξεχωρίζει όταν οι συνθήκες είναι πολύ δύσκολες, γιατί αντέχει καλύτερα στις αλλαγές θερμοκρασίας και στις χημικές ουσίες σε σχέση με τα περισσότερα άλλα είδη καουτσούκ που υπάρχουν στην αγορά. Έχουμε δει αυτό να επιβεβαιώνεται και σε πραγματικές καταστάσεις. Υπάρχουν και αριθμοί που το στηρίζουν, αλλά αυτό που πραγματικά δείχνει τη διαφορά είναι οι ιστορίες από ανθρώπους που το χρησιμοποιούν σε περιβάλλοντα όπου τίποτα άλλο δεν φαίνεται να λειτουργεί. Για τους κατασκευαστές που δουλεύουν σε πετρελαιοπηγάδια, χημικές βιομηχανίες ή οπουδήποτε αλλού υπάρχουν δραστικές ουσίες, το FKM γίνεται σχεδόν απαραίτητο. Όταν οι εταιρείες αλλάζουν σε εξαρτήματα FKM αντί για άλλες επιλογές, συνήθως παρατηρούν λιγότερες βλάβες και πιο ανθεκτικές συσκευές. Γι' αυτό το λόγο, πολλοί μηχανικοί προδιαγράφουν FKM κάθε φορά που χρειάζονται κάτι που δεν θα υποχωρήσει υπό πίεση ή δεν θα λιώσει μόλις εκτεθεί σε σκληρές χημικές ουσίες για μέρες ολόκληρες.
Τα ελαστικά πώματα αντιμετωπίζουν πραγματικά δυσκολίες όταν εκτίθενται σε ακραίες θερμοκρασίες, κάτι που επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία γήρανσής τους. Όταν οι θερμοκρασίες μεταβάλλονται πολύ, το υλικό αρχίζει να καταστρέφεται πιο γρήγορα από το φυσιολογικό. Επιστημονικές δοκιμές το επιβεβαιώνουν αυτό αρκετά καλά. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία έχει ως αποτέλεσμα το ελαστικό να χάνει πιο γρήγορα την ελαστικότητα και την αντοχή του με την πάροδο του χρόνου. Η επιστημονική κοινότητα έχει μελετήσει τον ρυθμό με τον οποίο διαφορετικά ελαστικά υποβαθμίζονται σε διάφορες συνθήκες και τα ευρήματα είναι αρκετά σαφή: το ελαστικό απλά δεν αντέχει τόσο καλά όταν οι θερμοκρασίες γίνονται πολύ υψηλές. Αυτό έχει μεγάλη σημασία για τις βιομηχανίες που βασίζονται σε στεγανοποιητικά και ελαστικά μεμβράνες, καθώς τα κόστη αντικατάστασης αυξάνονται δραματικά όταν τα υλικά αποτυγχάνουν πρόωρα λόγω θερμικής καταπόνησης.
Το να γνωρίζουμε ποιες συγκεντρώσεις διαβρωτικών παραγόντων επηρεάζουν τα ελαστικά υλικά είναι σημαντικό για να καταλάβουμε πόσο θα διαρκέσουν. Ουσιαστικά, αυτά τα κατώφλι ορίζουν το σημείο εκείνο όπου το ελαστικό αρχίζει να υποβαθμίζεται μετά την επαφή του με διάφορα διαβρωτικά χημικά. Οι βιομηχανίες συνήθως διενεργούν δοκιμές σύμφωνα με συγκεκριμένες διαδικασίες για να προσδιορίσουν αυτά τα όρια με ακρίβεια, παράλληλα με την τήρηση καθορισμένων κανόνων δοκιμής. Ο σκοπός αυτών των προτύπων είναι απλός: να διασφαλίζουν ότι τα ελαστικά υποβάλλονται σε δοκιμές με τον ίδιο τρόπο κάθε φορά, ώστε οι κατασκευαστές να μπορούν να προβλέπουν με αξιοπιστία πόσο καλά θα αντέχουν τα προϊόντα τους στη φθορά για μήνες ή ακόμα και χρόνια χρήσης.
Όταν οι ελαστικές τάπες υφίστανται ταυτόχρονα και μηχανική πίεση και χημική επαφή, τα προβλήματα διάβρωσης έχουν την τάση να επιδεινώνονται πολύ περισσότερο από ό,τι αν προκαλούνται μόνο από τον έναν παράγοντα ξεχωριστά. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι δύο δυνάμεις αλληλεπιδρούν μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση γιατί τα υλικά αποτυγχάνουν τόσο συχνά σε βιομηχανικά περιβάλλοντα. Πραγματικές περιπτώσεις δείχνουν τι συμβαίνει όταν ελαστικά εξαρτήματα υπόκεινται σε συνεχή κίνηση, ενώ ταυτόχρονα εκτίθενται σε αργιλικές χημικές ουσίες. Ένα εργοστάσιο αντιμετώπισε πλήρη καταστροφή ολόκληρων παρτίδων στεγανοποιητικών μετά από λίγες εβδομάδες, καθώς δεν λαμβανόταν υπόψη η ταυτόχρονη φθορά και από τους δύο τύπους. Για μηχανικούς που εργάζονται με ελαστικά εξαρτήματα σε δύσκολες συνθήκες, είναι σκόπιμο να λαμβάνουν υπόψη τους τόσο τις μηχανικές δυνάμεις όσο και τις χημικές αλληλεπιδράσεις κατά τη διάρκεια των δοκιμών αντοχής. Πολλοί κατασκευαστές πλέον περιλαμβάνουν αυτού του τύπου τις δοκιμές ως τυπική πρακτική, αντί να βασίζονται σε αξιολογήσεις μεμονωμένων παραγόντων.
Η εμφάνιση της επιφάνειας ενός υλικού, δηλαδή πόσο λεία ή τραχιά είναι, καθιστά τη διαφορά όσον αφορά την πρόληψη της δημιουργίας μικροσκοπικών ρωγμών, οι οποίες τελικά μπορούν να μετατραπούν σε σημεία επικίνδυνα από πλευράς διάβρωσης. Όταν οι επιφάνειες διαθέτουν ποιοτικά τελειώματα, απλά δεν υπάρχουν εκείνα τα μικρά εξογκώματα και οι γρατσουνιές όπου ξεκινούν να αναπτύσσονται οι μικρορωγμές. Οι περισσότεροι μηχανικοί το γνωρίζουν αυτό αρκετά καλά, ώστε να αφιερώνουν επιπλέον χρόνο στις επεξεργασίες της επιφάνειας κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Γυαλίζουν τα μεταλλικά εξαρτήματα μέχρι να γυαλίζουν, εφαρμόζουν προστατευτικές επικαλύψεις όπως μπογιά ή κερί, οποιοδήποτε μέσο στην πραγματικότητα που δημιουργεί ένα φραγμό ανάμεσα στο υλικό και σε ό,τι μπορεί να το επιτεθεί. Κάποια εργαστήρια φτάνουν ακόμη και στο σημείο να χρησιμοποιούν εξειδικευμένες τεχνικές, όπως η ηλεκτρονική επιμετάλλωση ή η επεξεργασία με λέιζερ, για να εξασφαλίσουν επιπλέον προστασία από τους κινδύνους της διάβρωσης στο μέλλον.
Ο τρόπος με τον οποίο διαμορφώνονται τα εξαρτήματα παίζει σημαντικό ρόλο στην αποτροπή της συλλογής υγρών, κάτι που συχνά οδηγεί σε προβλήματα διάβρωσης με την πάροδο του χρόνου. Όταν οι σχεδιαστές είναι δημιουργικοί ως προς τις μορφές και τις δομές, στην πραγματικότητα βοηθούν το νερό να αποστραγγίζεται καλύτερα, μειώνοντας έτσι την πιθανότητα να συσσωρευτούν διαβρωτικές ουσίες και να καταστρέφουν τα υλικά. Λεπτομέρειες όπως κεκλιμένες επιφάνειες και εξυπνότατα τοποθετημένες αποστράγγισης δουλεύουν θαύματα, σύμφωνα με πραγματικές δοκιμές που έχουμε παρατηρήσει στην πορεία των ετών. Οι κατασκευαστές που συμπεριλαμβάνουν αυτού του είδους τα χαρακτηριστικά στους σχεδιασμούς τους, τείνουν να αντιμετωπίζουν πολύ λιγότερα προβλήματα με τη διάβρωση στα προϊόντα τους.
Σε σύγκριση με υλικά μεμονωμένων στρωμάτων, οι πολυστρωματικές σύνθετες δομές αντέχουν πολύ καλύτερα στη χημική διάβρωση με την πάροδο του χρόνου. Με τον συνδυασμό διαφόρων ουσιών μέσα σε διαφορετικά στρώματα, αυτά τα υλικά επιδεικνύουν εξαιρετική απόδοση ακόμη και όταν εκτίθενται σε δύσκολα περιβάλλοντα. Για παράδειγμα, σε εφαρμογές στην αεροδιαστημική, οι μηχανικοί επιστρώνουν μέταλλα με πολυμερή για να δημιουργήσουν φραγμούς που εμποδίζουν τη διείσδυση διαβρωτικών παραγόντων. Αν και είναι αληθές ότι το κόστος παραγωγής αυξάνεται με αυτήν τη στρωματοποιημένη προσέγγιση, οι περισσότεροι βιομηχανικοί χρήστες θεωρούν την επιπλέον δαπάνη αξίας ζωής, καθώς ο εξοπλισμός τους διαρκεί περισσότερο μέχρι να χρειαστεί αντικατάσταση. Οι ομάδες συντήρησης εκτιμούν ιδιαίτερα το γεγονός ότι δεν χρειάζεται να αντικαθιστούν εξαρτήματα κάθε μερικούς μήνες, κάτι που κάνει τη διαφορά στους προϋπολογισμούς λειτουργίας σε πολλούς τομείς.
Η ακριβής μέτρηση της διάρκειας ζωής των ελαστικών υλικών είναι σημαντική, εάν θέλουμε να λειτουργούν σωστά χωρίς να χαλάσουν απρόσμενα. Εδώ τα μη καταστροφικά τεστ αποτελούν μια εξαιρετική εναλλακτική, αφού μας επιτρέπουν να ελέγχουμε τι συμβαίνει εντός του υλικού, χωρίς να το καταστρέφουμε. Υπάρχουν αρκετές συνηθισμένες μέθοδοι και εδώ. Η υπερηχοτομογραφία στέλνει ηχητικά κύματα μέσα από το υλικό για να εντοπίσει κρυμμένες ρωγμές ή αδυναμίες, ενώ η ακτινογραφική επιθεώρηση λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο, αλλά χρησιμοποιεί ακτίνες Χ για να πάρει αυτές τις λεπτομερείς εικόνες του τι μπορεί να συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια. Αυτά τα τεστ έχουν αποδειχθεί πολλές φορές σε διάφορες βιομηχανίες, εντοπίζοντας προβλήματα πριν γίνουν σοβαρά. Εντοπίζοντας έγκαιρα τα σημάδια φθοράς, οι εταιρείες μπορούν να διορθώσουν τα προβλήματα πριν συμβεί ολική διαρροή, κάτι που φυσικά κάνει τα ελαστικά εξαρτήματα να διαρκούν περισσότερο σε όλα, από σφραγίσματα αυτοκινήτων μέχρι βιομηχανικό εξοπλισμό.
Η παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο τα ελαστικά υλικά διογκώνονται όταν εκτίθενται σε χημικές ουσίες βοηθά στην κατανόηση αν υφίστανται χημική υποβάθμιση και αν θα έχουν αρκετή αντοχή για την προβλεπόμενη χρήση τους. Υπάρχουν αρκετές διαφορετικές μέθοδοι για τη μέτρηση αυτού του φαινομένου διόγκωσης μετά την επαφή με χημικές ουσίες. Ορισμένα εργαστήρια χρησιμοποιούν μετρήσεις όγκου, ενώ άλλα εφαρμόζουν ειδικές χρωστικές ουσίες που αλλάζουν χρώμα στα σημεία όπου το υλικό επηρεάζεται από διαλύτες. Μελέτες σε διάφορα εργαστήρια έχουν δείξει ότι αυτές οι προσεγγίσεις λειτουργούν αρκετά καλά. Για παράδειγμα, οι ερευνητές παρατήρησαν συνεπείς προτύπους διόγκωσης που συμφωνούν με ορισμένες χημικές συνθήκες, κάτι που παρέχει στους μηχανικούς ένα στέρεο έδαφος για να σχεδιάζουν προγράμματα συντήρησης ή να επιλέγουν υλικά για συγκεκριμένες εφαρμογές. Όταν οι εταιρείες εφαρμόζουν πραγματικά αυτές τις μεθόδους δοκιμής, συνήθως καταφέρνουν να εντοπίζουν προβλήματα νωρίτερα και να αποφεύγουν ακριβές βλάβες στο μέλλον, διασφαλίζοντας ότι τα μηχανήματα παραμένουν αξιόπιστα ακόμη και σε δύσκολες συνθήκες λειτουργίας.
Η σχεδίαση της κατάλληλης στιγμής για την αντικατάσταση εξαρτημάτων, με βάση τη διάρκεια ζωής των υλικών, είναι σημαντική για τη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας των εγκαταστάσεων. Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει διάφορες μεθόδους για να προσδιορίσουν την καλύτερη στιγμή για την αντικατάσταση των ελαστικών εξαρτημάτων πριν αυτά υποστούν πραγματική βλάβη. Οι περισσότερες από αυτές τις μεθόδους εξετάζουν παράγοντες όπως η φθορά που συμβαίνει με την πάροδο του χρόνου και το είδος της πίεσης που υφίστανται τα υλικά κατά την κανονική λειτουργία. Ορισμένες προσεγγίσεις λαμβάνουν ακόμη υπόψη τους και περιβαλλοντικές συνθήκες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής. Η εφαρμογή αυτών των προβλεπτικών μοντέλων βοηθά σημαντικά στη βελτίωση των προγραμμάτων συντήρησης. Πολλές εταιρείες διαπιστώνουν πλέον ότι η ακολουθία αυτών των καθοδηγούμενων λύσεων μειώνει τις απρόσμενες βλάβες, εξοικονομεί κόστος μακροπρόθεσμα και εξασφαλίζει την εκπλήρωση των παραγωγικών στόχων χωρίς περιταίες καθυστερήσεις.
Υιοθετώντας αυτές τις μεθοδολογίες και τεχνικές, οι βιομηχανίες μπορούν να βελτιώσουν την ανθεκτικότητα και την αξιοπιστία των ελαστικών υλικών, να προστατεύσουν τις επιχειρήσεις και να μειώσουν την ανάγκη για επείγουσες αντικαταστάσεις. Οι τακτικές αξιολογήσεις και η συντήρηση είναι καθοριστικής σημασίας για την επίτευξη τέτοιων αποτελεσμάτων, ενώ μια προληπτική προσέγγιση στη διαχείριση μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές βελτιώσεις όσον αφορά τη διάρκεια ζωής των υλικών.