Hva er de viktigste egenskapene til gummiprodukter som brukes til tetninger?

Hvorfor egenskapsbalanse er viktigere enn ethvert enkelt tall

Når kjøpere sammenligner gummiprodukter for tetting, søker de ofte etter ett imponerende tall, som for eksempel den høyeste temperaturklassifiseringen eller den største hardheten. I praksis er en tetning et kompromiss mellom flere egenskaper som trekker i ulike retninger. Et sammensatt materiale som tåler høy temperatur, kan være mindre fleksibelt ved lav temperatur; et sammensatt materiale som forblir mykt, kan ikke nødvendigvis motstå ekstrusjon under trykk. Å forstå hele settet med egenskaper, og hvordan de balanserer hverandre, er det som gjør at en kjøper kan velge et gummiprodukt som yter pålitelig i bruk, i stedet for ett som bare ser sterkt ut på papiret. Egenskapene nedenfor avgjør om et gummiprodukt beholder sin form, sine mål og sin motstand mot medier gjennom hele levetiden.

Elastisitet og trykkrestitusjon

Den avgjørende egenskapen til gummier elastisitet, det vil si evnen til å deformere seg under belastning og å gjenopprette formen når belastningen fjernes. For en tetning er denne gjenopprettingen det som opprettholder kontaktrykket mot tetningsflaten. Hvis gummiene får en permanent deformasjon og ikke spretter tilbake, mister tetningen kontakt og begynner å lekke. Kompressjons-gjenoppretting er derfor en av de første egenskapene som må sjekkes for enhver dynamisk eller gjentatte gang belastet ledd, og den er nært knyttet til valget av sammensetning samt til hvordan delen er konstruert og vulkanisert. Dette er de egenskapene som gjør et gummi-produkt egnet for tetning.

Ugjennomtrengelighet og tetningsatferd

En tetning fungerer ved å blokkere gjennomgangen av en væske eller gass, så uigjennomtrengelighet er direkte relevant. Gummier relativt uigjennomtrengelige sammenlignet med mange andre materialer, noe som gjør dem til et ideelt tetningsmateriale for å forhindre lekkasje av væsker og gasser. Grad av uigjennomtrengelighet avhenger av sammensetningen og av mediet, fordi noen væsker trenger bedre gjennom visse elastomerer enn andre. Dette er grunnen til at en pakning eller O-ring som tetner olje godt, likevel kan slippe gjennom vann eller damp, og derfor må kompatibilitet med mediet sjekkes – ikke antas.

Hardhet, kompresjonssett og temperaturområde

Hardhet oppgis i Shore A, og standardproduksjon av tetninger dekker omtrent 30 til 90 Shore A. Den bestemmer hvor mye tetningen deformeres og hvor godt den motstår utpressing inn i en spalte. Mykere forbindelser tilpasser seg bedre ru overflate og lav skruetrekraft, mens hardere forbindelser motstår trykkdrevet utpressing. Kompressjonssett beskriver hvor mye materialet ikke gjenoppretter sin opprinnelige form etter langvarig kompresjon, så et lavt kompressjonssett er ønskelig for en tetning med lang levetid. Temperaturområdet knytter disse egenskapene sammen, fordi både hardhet og gjenoppretting endres med temperaturen. Forskjellige gummiarter har ulike varme- og kuldegrenser: NBR fungerer innenfor omtrent -30 til 100 grader Celsius, FKM når omtrent -20 til 200 grader Celsius, og silikone (VMQ) dekker omtrent -60 til 200 grader Celsius. En tetning må være godkjent for hele det temperaturområdet den faktisk vil utsettes for, inkludert oppstart og rengjøring.

Motstand mot kjemikalier, vær og slitasje

I drift, møter en tetning mer enn bare den primære væsken. Den kan komme i kontakt med rengjøringskjemikalier, kjølevæske eller atmosfærisk ozon og ultrafiolett lys, alle som påvirker gummi negativt over tid. God kjemisk stabilitet betyr at sammensetningen tåler syrer, baser og andre kjemikalier uten å svelle opp eller bli hardere, mens værresistens betyr at den tåler ultrafiolett lys, ozon og temperaturforandringer for å hindre aldring og sprekking – noe som er spesielt viktig ved utendørs bruk. Slitasjebestandighet er viktig der tetningen utsettes for friksjon, og visse gummityper, som silikongummi og fluor-gummi, tåler langvarig friksjon og slitasje bedre enn standardtyper. Slitasjebestandighet forlenger levetiden til enhver tetning som beveger seg mot en overflate. Gummi er også en god elektrisk isolator, noe som er nyttig når en tetning samtidig må skille ledende deler eller beskytte en kabelføring. Dette bør vurderes sammen med de mekaniske egenskapene når tetningen plasseres nær elektriske komponenter, og anti-aldringsegenskaper er den siste egenskapen som avgjør levetiden: en sammensetning som aldres langsomt beholder sin hardhet, sine dimensjoner og sin tetningskraft lenger. Siden aldring drives av varme, oksygen, ozon og lys, bestemmer bruksmiljøet hvor mye anti-aldringsbestandighet sammensetningen trenger. Kjøpere bør spørre om materialeklassen og den angitte temperaturområdet, og bekrefte at begge stemmer overens med driftsforholdene.

Hvordan lese en spesifikasjon for et gummiprodukt

En klar spesifikasjon for et gummiprodukt som brukes som tetning inneholder flere opplysninger: sammensetning og materialegrad, hardhet i Shore A, størrelse og om den er standard eller ikke-standard, akseptert tegningsformat og farge hvis identifisering er nødvendig. Den inneholder også informasjon om miljøet der gummiproduktet må tåle bruk. Vanlige materialvalg inkluderer NBR, EPDM, SBR, HNBR, FKM og FFKM, og tilpassede former produseres basert på en 2D-tegning i PDF- eller CAD-format, en 3D-modell i IGES- eller STEP-format, eller et eksemplar. Å lese en spesifikasjon for et gummiprodukt på denne måten gjør at en liste over egenskaper blir til et sett med beslutninger, slik at kjøperen kan vekte temperatur mot fleksibilitet og hardhet mot ekstrudering før valg foretas.

Et praktisk innkjøpsscenarie

Tenk på en matprosesslinje der en tetning ble byttet ut hyppig. Delen hadde blitt valgt for sin høye hardhet, med antagelsen at større hardhet betyr lengre levetid. I bruk sprakk den, fordi hardheten var uegnet for lav rensetemperatur og fordi blandingen hadde dårlig fleksibilitet ved lave temperaturer. Testing av de faktiske forholdene – rensetemperatur, kontaktmedier og dynamisk belastning – viste at en mykere, fleksibel blanding ved lave temperaturer holdt tetningen betraktelig lengre. Læren er at egenskaper må tilpasses miljøet som et sett. En leverandør med interne lagrings- og støpegrupper for gummi kan gi råd om balansen mellom egenskaper, siden både blandingen og geometrien utvikles samtidig. For alle gummiprodukter gjelder samme lære: Egenskapene må tilpasses som et sett.

Spørsmål kjøpere stiller om egenskaper for gummietninger

Hvilken egenskap er viktigst for en tetning?

Det avhenger av anvendelsen. For en statisk, lavtrykksforbindelse er uigjennomtrengelighet og media-kompatibilitet mest viktig. For en dynamisk eller høytrykksforbindelse blir kompresjonsresistens, hardhet og ekstrusjonsmotstand prioriterende.

Betyr høyere hardhet en lengre levetid for tetningen?

Ikke nødvendigvis. Hardere forbindelser motstår ekstrusjon, men de passer mindre godt og kan sprekke hvis applikasjonen krever fleksibilitet. Den riktige hardheten avhenger av spalten, trykket, overflatebehandlingen og temperaturen.

Hvordan sjekker jeg et gummi-produkt før en full bestilling?

Be om materialeklassen, hardheten i Shore A og den angitte temperaturspannet, og be om en prøvedel som er fremstilt etter din tegning eller prøve. Å vurdere en fysisk prøvedel av gummi-produktet er den mest pålitelige måten å bekrefte at egenskapene samsvarer med din applikasjon.