EPDM vs NBR vs Silicone: Escolhendo o composto de borracha certo para vedações de válvulas industriais

Um conjunto de válvula pode ser usinado com tolerâncias perfeitas e ainda assim falhar no campo - e, na maioria das vezes, a causa raiz remonta à vedação, não ao metal. Escolher o elastômero errado para um núcleo de válvula ou vedação não apenas reduz a vida útil; isso pode levar a vazamento gradual, ruptura repentina da vedação ou falhas de conformidade cujo diagnóstico após a instalação é caro.

 

Isso é especialmente verdadeiro para núcleos de válvulas ligados de borracha-a-metal, onde o componente de borracha é permanentemente fundido a uma inserção de metal. Uma vez ligado, o composto não pode ser trocado - então a decisão de seleção deve ser correta na primeira vez. Neste guia, detalharemos os três elastômeros mais comumente especificados para vedações de válvulas industriais - EPDM, NBR e Silicone - e forneceremos uma estrutura prática para escolher entre eles.

 

Antes de comparar materiais específicos, é útil alinhar o que realmente importa em uma aplicação de vedação de válvula. A maioria das falhas de especificação vem da-indexação excessiva de uma propriedade (geralmente custo), ignorando as outras.

 

Faixa de temperatura. Todo elastômero possui uma janela operacional fora da qual ele endurece, racha ou perde sua força de vedação. Sempre verifique o intervalo de uso-contínuo e o limite de excursão de{3}}curto prazo -; geralmente, são números diferentes em uma planilha de dados.

 

Compatibilidade química e de mídia. Qual é a vedação realmente em contato com - ar, água, óleo hidráulico, combustível, vapor ou agentes de limpeza? Um elastômero que funciona bem em um meio pode degradar-se rapidamente em outro.

 

Conjunto de compressão. Mede quão bem um material retorna à sua forma original após compressão sustentada. Um conjunto de alta compressão significa que a vedação perderá gradualmente a pressão de contato ao longo do tempo - um caminho lento para o vazamento que é fácil de ignorar nos testes-de estágio inicial.

 

Dureza (Costa A). Afeta a força de vedação e o comportamento da instalação. Muito macio e o material é extrudado sob pressão; muito duro e pode não se adaptar bem às superfícies de contato.

 

Resistência à abrasão e ao desgaste. Particularmente relevante para vedações dinâmicas - núcleos de válvulas que passam por ciclos de atuação repetidos precisam de um composto que resista ao desgaste da superfície durante a vida útil do projeto do produto.

 

Uma maneira prática de pensar sobre isso: a compatibilidade de temperatura e meio geralmente restringe o campo a uma ou duas famílias candidatas. O conjunto de compressão e a dureza determinam o grau específico do composto dentro dessa família.

 

EPDM (monômero de etileno propileno dieno) é um dos elastômeros mais amplamente especificados em sistemas pneumáticos ferroviários e industriais, em grande parte devido à sua resistência ao calor, vapor, ozônio e intempéries.

 

Pontos fortes:

1. Excelente resistência à água quente, vapor e intempéries externas (UV, ozônio)
2. Bom desempenho em uma ampla faixa de temperatura, normalmente em torno de -40 graus a 150 graus, dependendo do grau do composto
3. Forte resistência a fluidos polares, como fluidos de freio{0}}à base de água e muitos agentes de limpeza
4. Custo geralmente mais baixo do que silicone ou fluoroelastômeros

Fraquezas:

1. Baixa resistência a óleos minerais, combustíveis e à maioria dos lubrificantes-à base de hidrocarbonetos - ele irá inchar e degradar
2. Não é adequado para sistemas pneumáticos onde a linha de ar contém resíduos de lubrificante de compressor à base de óleo-

 

Onde se encaixa em aplicações de vedação de válvula: EPDM é uma forte escolha padrão para sistemas de ar de freio de transporte ferroviário, vedações de válvula HVAC e qualquer aplicação onde a exposição principal seja água, vapor ou clima, em vez de óleo. É frequentemente usado em vedações de sistemas de portas e outros componentes expostos a condições externas.

NBR (borracha de nitrila butadieno) é o elastômero mais comum especificado em sistemas pneumáticos e hidráulicos precisamente por causa de uma coisa que o EPDM enfrenta: resistência ao óleo.

 

Pontos fortes:

1. Excelente resistência a óleos minerais, combustíveis e fluidos hidráulicos
2. Boa resistência à abrasão, tornando-o adequado para vedações dinâmicas com ciclos repetidos
3. Desempenho razoável do conjunto de compressão em faixas de temperatura moderadas
4. Custo-efetivo para produção de alto-volume

Fraquezas:

1. A resistência às intempéries e ao ozônio - degrada-se com a exposição prolongada aos raios UV e ao ar livre, a menos que seja especialmente composta
2. Teto de alta-temperatura mais estreito em comparação com EPDM ou silicone, normalmente até cerca de -50 a 80 graus para classes padrão
3. Não é adequado onde a vedação estiver exposta a fluidos polares, como fluido de freio ou agentes de limpeza fortes

 

Onde se encaixa em aplicações de vedação de válvulas: NBR é a escolha padrão para núcleos de válvulas pneumáticas, vedações de válvulas de controle e qualquer componente em contato direto com ar comprimido que transporta resíduos de lubrificante. Especificamente para núcleos de válvulas ligados de borracha-a{2}}metal, o NBR é frequentemente o composto de referência, a menos que a exposição externa ou requisitos de temperatura extrema empurrem as especificações para EPDM ou silicone.

 

O silicone ocupa um nicho diferente - é escolhido menos pela resistência química e mais pela sua extrema faixa de temperatura e estabilidade.

 

Pontos fortes:

1. Faixa de temperatura muito ampla, geralmente de cerca de -60 graus até 200-230 graus, dependendo do grau
2. Excelente resistência ao ozônio, UV e intempéries
3. Boas propriedades de isolamento elétrico, úteis perto de gabinetes eletrônicos sensíveis
4. Mantém a flexibilidade em baixas temperaturas melhor do que a maioria dos outros elastômeros

Fraquezas:

1. Fraca resistência mecânica e resistência à abrasão em comparação com EPDM ou NBR - não é ideal para vedações dinâmicas e de alto{1}}ciclo
2. Geralmente baixa resistência a combustíveis e muitos solventes
3. Maior custo de material

 

Onde ele se encaixa em aplicações de vedação de válvulas: o silicone normalmente é reservado para vedações estáticas em zonas de alta-temperatura ou aplicações próximas a eletrônicos onde suas propriedades isolantes agregam valor. Quando a resistência química ao combustível ou ao óleo hidráulico é necessária juntamente com a alta temperatura, o FKM (fluoroelastômero, comumente conhecido como Viton) é frequentemente a escolha mais apropriada -, pois oferece desempenho térmico semelhante ao silicone, com resistência significativamente melhor a óleos, combustíveis e produtos químicos agressivos, a um custo de material mais elevado do que o EPDM ou o NBR.

 

Para O-rings ou juntas padrão, escolher o composto errado é um erro caro, mas pode ser corrigido - troque a peça. Para núcleos de válvula ligados de borracha-a{4}}metal, a borracha é vulcanizada diretamente na inserção de metal como um conjunto permanente. Não há selo-substituível em campo para trocar se o composto estiver errado.

Isto aumenta os riscos no processo de seleção em algunsmaneiras específicas:

• O vínculo em si é composto-dependente. Nem todo composto de borracha adere igualmente bem a substratos metálicos. Os agentes de ligação e os tratamentos de superfície precisam ser compatíveis com a família específica de elastômeros, e o processo de colagem do fornecedor deve ser qualificado para o composto especificado - e não apenas "classificado" genericamente para peças de borracha-a-de metal.
• Falha em campo significa substituição completa, não nova vedação. Se um núcleo de válvula colado falhar devido à incompatibilidade do composto com o meio operacional, todo o conjunto de metal-borracha normalmente precisará ser substituído, o que é um resultado mais caro e prejudicial do que substituir uma vedação independente.
• Os dados da aplicação devem ser revisados ​​na fase de projeto e não após a prototipagem. Como a alteração do composto após a qualificação do ferramental e da colagem pode significar a re-validação de toda a peça, vale a pena confirmar a exposição à mídia, a faixa de temperatura e os requisitos de certificação (como padrões de segurança contra incêndio ferroviário) antes de finalizar o projeto.

 

É também aqui que trabalhar com um fabricante experiente de ligação de borracha-a-metal compensa - um fornecedor que pode aconselhar sobre a compatibilidade do composto-para{4}}substrato durante a fase de projeto, e não após um teste de validação com falha.

Você pode usar isso como uma lista de verificação inicial ao especificar compostos de borracha para vedações de válvulas ou componentes ligados de borracha-a{1}}metal.

 

 

1. Mapeie o ambiente operacional. Com que meio a vedação entra em contato (ar, óleo, combustível, vapor, água)? Qual é a temperatura contínua e de pico?
2. Identifique os requisitos regulatórios ou de certificação. A aplicação exige conformidade com segurança contra incêndio ferroviário, declarações REACH/RoHS ou outros padrões regionais? A TGE possui certificação ISO 9001:2015 para Gestão da Qualidade.
3. Selecione famílias compostas com base na mídia e na temperatura. Use a comparação acima como filtro inicial - EPDM para água/vapor/clima, NBR para óleo/combustível em temperaturas moderadas, silicone ou FKM para temperaturas extremas ou necessidades de resistência especializadas.
4. Confirme os requisitos de dureza e conjunto de compressão com base na força de vedação e no ciclo de vida necessário para a aplicação.
5. Verifique a qualificação de adesão se estiver especificando um componente ligado de borracha-a-metal - confirme se o fornecedor validou o desempenho de adesão para o composto específico, não apenas para o substrato. Como um dos principais fornecedores de empresas líderes no setor de transporte ferroviário, a TGE forneceu mais de 1 milhão de válvulas revestidas de borracha-metal ao mercado global, conquistando uma excelente reputação pela qualidade superior e entregas consistentes-no prazo.
6. Solicite dados de teste, não apenas valores de planilha de dados. Solicite resultados de conjunto de compressão, resistência de adesão e ciclos de temperatura específicos para o processo de produção em lote, quando disponíveis.

Raramente existe um único composto "correto" para uma determinada aplicação de vedação de válvula - a escolha certa depende da temperatura de pesagem, exposição ao meio, demandas mecânicas e custos entre si. O que mais importa é fazer essa compensação-deliberadamente, com dados reais de desempenho, em vez de optar por qualquer composto que um fornecedor tenha em estoque.

 

Se você estiver especificando borracha-para-núcleos de válvulas com ligação metálica ou outros componentes de vedação para transporte ferroviário ou equipamentos industriais de precisão, teremos prazer em analisar os requisitos da sua aplicação e recomendar um composto adequado -, incluindo documentação de suporte para conformidade e testes.Clique aqui para entrar em contato conosco