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FFKM-Dichtungen sind nicht gefragt, da es keine alternativen Werkstoffe gibt. Ihren hohen Anschaffungskosten steht ihre langfristige Wirtschaftlichkeit gegenüber. Das ist für Kunden attraktiv.
In diesem Artikel untersuchen wir sechs Gründe, warum sich Kunden konsequent für O-Ringe und Dichtungen aus FFKM entscheiden. Wir untersuchen die Chemie dieser Verbindung, wie sie sich auf ihre Eigenschaften auswirkt und warum sich die hohen Anschaffungskosten von FFKM-O-Ringen und -Dichtungen während ihrer Lebensdauer leicht ausgleichen lassen.
Die Chemie hinter FFKM
FFKM Materialien sind fluorierte Elastomere mit über 71 % Fluor Gehalt nach Gewicht. Dies verleiht ihnen eine hervorragende thermische Leistung und chemische Beständigkeit.
Chemische Struktur von FFKMs
Die Hauptbindungen in FFKMs sind Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, von denen einige als angesehen werden die stärksten Bindungen in der Chemie. Diese Anleihen geben beides FKMs und FFKMs bessere Hitze- und Chemikalienbeständigkeit als andere Elastomere.
Allerdings unterscheiden sich FFKMs von FKMs dadurch, dass ihre Grundgerüste vollständig fluoriert sind. Sie haben keine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen, die ihre Hitze- und Chemikalienbeständigkeit schwächen würden.
Vernetzungssysteme für FFKMs
Die Kohlenstoff-Fluor-Bindungen sind nicht die einzigen Faktoren, die die Hitze- und Chemikalienbeständigkeit von FFKMs beeinflussen. Der Vernetzungssystem Darüber hinaus ergeben sich bei der Verwendung unterschiedliche Stufen der Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit.
Durch die Vernetzung mit organischem Peroxid wird die umfassendste chemische Beständigkeit erreicht. Die Vernetzung mit Bisphenol sorgt für eine bessere thermische Stabilität.
Unterschiedliche Anwendungen erfordern thermische Stabilität bei unterschiedlichen Temperaturen und Beständigkeit gegenüber unterschiedlichen Kombinationen von Chemikalien im selben Produkt. Um dies zu erreichen, werden verschiedene FFKM-Qualitäten für unterschiedliche Betriebsbedingungen entwickelt.
Gründe für die Wahl von FFKM-O-Ringen und -Dichtungen
Es gibt viele gute Gründe, sich für FFKM zu entscheiden O-Ringe und Dichtungen. Die folgenden sechs Gründe sind in vielen Branchen die wichtigsten.
1. Beispiellose Chemikalienbeständigkeit
Die Kohlenstoff-Fluor-Bindungen von FFKMs lassen sich mit anderen Chemikalien nur sehr schwer aufbrechen. Dadurch weisen FFKMs heute die höchste chemische Beständigkeit aller Elastomere auf. Ihnen wird oft eine nahezu universelle chemische Kompatibilität zugeschrieben.
Einige der besten FFKM-Qualitäten halten der Belastung durch über 1,800 Chemikalien stand. FFKMs können auch der erhöhten Aggressivität von Chemikalien bei höheren Konzentrationen und Temperaturen standhalten.
In modernen Industrien sind Dichtungen und O-Ringe aggressiven Chemikalien ausgesetzt, die Elastomere abbauen. Dies können das abzudichtende Medium, Reinigungsmittel oder Schmiermittel sein.
Die hervorragende chemische Beständigkeit von FFKM bedeutet, dass es möglicherweise das einzige Elastomer ist, das den verschiedenen Kombinationen von Chemikalien standhalten kann, denen die Dichtung oder der O-Ring ausgesetzt sind.
Manche FFKMs wurden auch entwickelt, um der Hydrolyse zu widerstehen. Sie können zuverlässig in Anwendungen mit Heißwasser- oder Dampfeinwirkung eingesetzt werden.
2. Extreme Temperaturstabilität
Extreme Temperaturen sind in vielen Branchen die Norm. Bei Anwendungen wie der Weltraumforschung, geothermischen Bohrungen, der Öl- und Gasförderung sowie der chemischen Verarbeitung werden Dichtungen sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Einige werden beiden ein Siegel aussetzen.
Extrem hohe oder niedrige Temperaturen verändern die Eigenschaften von Elastomeren und machen sie steif. Dies beeinträchtigt ihre Dichtfähigkeit und in manchen Fällen ist diese Veränderung dauerhaft.
Der Betriebstemperaturbereich von FFKM ist besser als der anderer Elastomere. Manche FFKM-Dichtungen und O-Ringe können bei konstanten Temperaturen von bis zu 335 °C und gelegentlicher Einwirkung noch höherer Temperaturen betrieben werden. Andere FFKM-Materialien sind für Temperaturen bis zu -55 °C ausgelegt.
Dieser breite Temperaturbereich macht FFKM-Dichtungen für viele Anwendungen zur besten Option. Es ist zu beachten, dass diese thermischen Eigenschaften von der Zusammensetzung und anderen Faktoren abhängen. Verschiedene FFKM-Typen weisen unterschiedliche Grade der thermischen Stabilität auf.
3. Außergewöhnlicher Druckverformungsrestwiderstand
Kompressionssatz ist ein Maß dafür, wie viel Verformung übrig bleibt, wenn eine Verformungskraft entfernt wird. Dies ist ein wichtiger Parameter bei Elastomeren, die für Dichtungen und O-Ringe verwendet werden, da er darüber entscheidet, ob sie haltbar und wiederverwendbar sind.
Elastomere werden zum Abdichten verwendet, da sie sich verformen und die Lücken zwischen ineinandergreifenden Flächen füllen. Abhängig von der Kraft und der Temperatur kann es jedoch sein, dass das Elastomermaterial seine ursprünglichen Abmessungen nicht wiedererlangt.
FFKM hat einen niedrigen Druckverformungsrest und die bleibende Verformung, die nach Wegnahme einer Kraft zurückbleibt, ist gering. Daher verformt sich die Dichtung oder der O-Ring immer noch so weit, dass bei Wiederverwendung eine gute Abdichtung entsteht.
Ihr geringer Druckverformungsrest macht FFKM-Dichtungen langlebig und hält mehreren Belastungszyklen stand, bevor sie ausgetauscht werden müssen. Diese Qualität ist wichtig, da die Dichtungen zuverlässiger sind und auf lange Sicht weniger Kosten verursachen, da sie seltener ausgetauscht werden müssen.
4. Geringes Kontaminationspotenzial
Bei unterschiedlichen Kräften oder Betriebsbedingungen können Elastomere Verunreinigungen an ihre Umgebung abgeben. Dabei kann es sich um Materialpartikel, bei der Compoundierung hinzugefügte Stoffe oder im Material eingeschlossene oder gebildete Gase handeln (Ausgasen).
Dies ist ein großes Problem bei Anwendungen mit Lebensmitteln und Trinkwasser. Es ist auch ein Problem in der Halbleiterproduktion, wo jegliche Verunreinigungen die Produktqualität beeinträchtigen können.
Einige FFKM-Typen wurden speziell entwickelt, um das Ausgasen und die Freisetzung anderer Verunreinigungen zu begrenzen, die beim Zerfall des Dichtungsmaterials auftreten können.
Auch Dichtungen und O-Ringe, die in der Halbleiterproduktion eingesetzt werden, müssen plasmabeständig sein, da Plasma das Elastomer zersetzen kann, was zur Freisetzung von Verunreinigungen führt.
5. Breites Anwendungsspektrum
FFKMs werden für Dichtungsanwendungen in verschiedenen Branchen eingesetzt. Bei der Auswahl einer Dichtungslösung sind für FFKM in der Regel die Kosten oder die Verfügbarkeit der limitierende Faktor, nicht die Funktion.
FFKMs können so formuliert werden, dass sie vielen in der Industrie verwendeten Chemikalien standhalten. Das Material kann auch für thermische Stabilität bei extrem niedrigen oder hohen Temperaturen formuliert werden. Daher ist sein Anwendungspotenzial breiter als das anderer Elastomere.
Die wenigen Fälle, in denen FFKM nicht verwendet werden kann, sind die Einwirkung der wenigen Chemikalien, die es schnell abbauen, oder die Betriebstemperaturen, die die Grenzwerte überschreiten. Dies kann auch bedeuten, dass in solchen Anwendungen kein anderes Elastomer verwendet werden kann.
Um die Kompatibilität zu gewährleisten, müssen FFKM-Materialien unter Berücksichtigung der spezifischen Bedingungen der Anwendung hergestellt werden. Die spezifischen Chemikalien und Temperaturen, denen die Dichtung ausgesetzt sein wird, sollten berücksichtigt werden.
6. Einhaltung von Industriestandards
Die überlegenen Eigenschaften von FFKMs machen es diesen Materialien leicht, die strengen Standards zu erfüllen, die von Organisationen wie dem festgelegt werden Food and Drug Administration (FDA) und der Norwegischer Öl- und Gasverband (NORSOK).
O-Ringe und Dichtungen, die in vielen Branchen verwendet werden, erfordern eine Genehmigung durch Aufsichtsbehörden. In den USA müssen O-Ringe und andere Dichtungen, die in der Lebensmittelproduktion verwendet werden, den FDA-Standards zur Verhinderung von Kontaminationen entsprechen.
Ebenso müssen O-Ringe, die in Öl- und Gasanwendungen verwendet werden, den von Organisationen wie NORSOK festgelegten Standards entsprechen, um Ausfälle aufgrund von Problemen wie zu verhindern schnelle Gasdekompression. Die Chemie der FFKM-Materialien macht es diesen Dichtungen leicht, die in verschiedenen Branchen festgelegten Standards zu erfüllen.
Kosten-Nutzen-Analyse von FFKM-O-Ringen
Die Kosten sind ein wichtiger Faktor bei der Auswahl von Dichtungen und O-Ringen. Dichtungen und O-Ringe können jeweils Hunderte von Dollar kosten und müssen von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Unternehmen vermeiden lieber teure Dichtungen, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen.
FFKM-Dichtungen haben aufgrund vieler Faktoren die höchsten Vorabkosten. Allerdings halten sie in ihren gewählten Anwendungen tendenziell deutlich länger als alle Alternativen, einschließlich FKM-Dichtungen.
FFKM-Dichtungen mögen teuer sein, aber Unternehmen sparen auf lange Sicht mehr Geld, weil:
- Aufgrund der längeren Lebensdauer von FFKM sind weniger Ersatzdichtungen erforderlich
- Es werden weniger Arbeitsstunden für die Inspektion von Dichtungen auf Schäden oder den Austausch verschlissener Dichtungen aufgewendet
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist, dass bei kostengünstigeren und weniger zuverlässigen Dichtungsmaterialien die Wahrscheinlichkeit eines plötzlichen Ausfalls größer ist. Dies kann Unternehmen durch Schäden an Produkten und Geräten höhere Kosten verursachen und gefährdet die Arbeitnehmer. Die langen Ausfallzeiten können auch teuer sein.
Diese Faktoren führen dazu, dass FFKM-Dichtungen und O-Ringe trotz der hohen Anschaffungskosten in vielen Anwendungen oft sehr wirtschaftlich sind.
Es gibt jedoch andere Anwendungen, bei denen die extremen Eigenschaften von FFKMs unnötig sind. Dies sind Anwendungen, bei denen ein günstigeres Material bevorzugt wird FKM (Viton) wird weiterhin zuverlässig dienen. In solchen Fällen ist das Kosten-Nutzen-Verhältnis von FFKM-O-Ringen negativ.
Schlussfolgerung
FFKM-Materialien bieten eine unübertroffene chemische und thermische Beständigkeit. Wenn Elastomerdichtungen benötigt werden, werden Sie wahrscheinlich keine Alternative mit besserer Leistung finden. Dieses Material weist außerdem eine hohe Druckverformungsbeständigkeit auf und kann länger halten als die meisten anderen Dichtungen.
FFKM ist die Standardoption für viele Anwendungen mit strengen Standards, darunter Halbleiterfertigung, Lebensmittelherstellung sowie Öl- und Gasförderung. Trotz der höheren Anschaffungskosten zahlt sich die Wahl von FFKM-Dichtungen und O-Ringen auf lange Sicht aus.
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