In industriële toerusting en vloeistofstelsels is effektiewe verseëling van kritieke belang om operasionele integriteit te verseker en medialekkasie te voorkom. Die keuse van verseëlingsmateriaal, veral hul vermoë om interne druk te weerstaan, is 'n fundamentele faktor wat die sukses van verseëling bepaal. Verkeerde keuse kan lei tot voortydige seëlversaking, lekkasie en potensiële veiligheidsgevare. Hierdie gids beskryf die primêre verseëlingsmateriaal wat vir verskillende drukreekse aanbeveel word.
I. Laedruktoepassings (0 – 5 MPa)
Algemene scenario's: Pneumatiese stelsels, laedruk-hidrouliese stelsels, waterbehandeling, voedsel- en drankmasjinerie, lae-las suiergaande stangseëls.
Materiaalkeuse:
1. Nitrielrubber (NBR): Die mees ekonomiese en veelsydige keuse vir laedruktoepassings. Dit bied uitstekende weerstand teen petroleumgebaseerde hidrouliese olies, smeermiddels, brandstowwe en lug, wat uitstekende waarde lewer. Ideaal vir die meeste laedruk-oliehidrouliese en pneumatiese gebruike.
2. Etileenpropileendieenmonomeer (EPDM): Uitstekende weerstand teen warm water, stoom, koelmiddel (glikol), ketone en swak sure/basisse. Nie geskik vir minerale olies of brandstowwe nie. Hoofsaaklik gebruik vir die verseëling van watergebaseerde media en hitte-oordragvloeistowwe in laedrukstelsels.
3. Poliuretaan (PU/AU/EU): Gekenmerk deur uiterste skuurweerstand en hoë meganiese sterkte. Onder lae druk maak die uitstekende ekstrusieweerstand en slytasie-eienskappe dit 'n uitsonderlike keuse vir heen-en-weer seëls (bv. suier- en stangseëls), wat standaardrubber aansienlik beter presteer in dienslewe.
Opsomming: Vir laedruktoepassings, prioritiseer mediaversoenbaarheid. NBR is die standaard veelsydige opsie, PU bied verbeterde slytasieduur, en EPDM is gespesialiseerd vir waterige en polêre media.
II. Mediumdruktoepassings (5 – 30 MPa)
Algemene scenario's: Konstruksiemasjinerie, spuitgietmasjiene, masjiengereedskap, mediumkrag-hidrouliese stelsels.
Materiaalkeuse:
1. Poliuretaan (PU): Die oorheersende keuse vir mediumdruk-hidroulika. Die hoë meganiese sterkte, hardheid en uitsonderlike ekstrusieweerstand bestry effektief druk-geïnduseerde vervorming en gaping-ekstrusie, wat dit die voorkeurmateriaal vir suier- en stangseëls maak.
2. Nitrielrubber (NBR): Versterkte NBR-verbindings kan steeds geskik wees vir toepassings waar die druk onder 15-20 MPa bly en die temperature matig is, veral in statiese seëltoepassings soos O-ringe. Die ekstrusieweerstand daarvan is egter aansienlik laer as dié van PU.
3. Fluoroelastomeer (FKM/Viton®): Die voorkeurkeuse wanneer die media hoë temperature, brandstowwe of aggressiewe chemikalieë (bv. suur vloeistowwe) behels, selfs binne die mediumdrukbereik. FKM bied uitstekende chemiese weerstand en hoëtemperatuurprestasie (tot 200°C+).
Opsomming: In mediumdruk-scenario's is ekstrusieweerstand van die allergrootste belang. Poliuretaan (PU) is die primêre keuse vir dinamiese seëls, terwyl fluorelastomeer (FKM) gekies word vir veeleisende chemiese en hoëtemperatuuromgewings.
III. Hoë- en ultrahoëdruktoepassings (Bo 30 MPa, tot 100 MPa+)
Algemene scenario's: Hidrouliese domkragte, ultrahoëdrukpompe, waterstraalsny, olie- en gasputkoptoerusting, drukvattoetsstelsels.
Materiaalkeuse:
1. Poliuretaan (PU): Spesiaal geformuleerde en vervaardigde poliuretane (bv. gegote poliuretaan) bly 'n lewensvatbare opsie vir hoëdruk dinamiese seëls, maar vereis presiese formulering en seëlontwerp, wat dikwels die gebruik van anti-ekstrusie-rugsteunringe verpligtend maak.
2. Aramiedvesel-saamgestelde materiale / Ingenieursplastiek (PEEK, Gevulde PTFE): Dit is kritieke materiale vir ultrahoëdruktoepassings. Dit is nie elastomere nie, maar hoëprestasieplastiek met uitsonderlike meganiese sterkte en modulus.
• Gevulde PTFE: Die byvoeging van vulstowwe soos glasvesel, koper of koolstofvesel tot PTFE verbeter die druksterkte en ekstrusieweerstand drasties. Dit word algemeen gebruik vir rugsteunringe en seëlringe om primêre seëls teen ekstrusie en skade te beskerm.
•PEEK: Bied uiters hoë sterkte, styfheid en temperatuurbestandheid, wat gebruik word vir die vervaardiging van seëlringe en ondersteuningsringe in ultra-hoë drukomgewings.
3. Metaalseëls (Koper of Vlekvrye Staal): Onder uiterste druk (bv. >70 MPa), hoë temperatuur of hoë skokdruk bereik elastomere en plastiek hul perke. Metaal O-ringe of C-ringe word die uiteindelike oplossing. Hulle seël deur plastiese vervorming, wat uiterste betroubaarheid bied, maar is tipies enkelgebruik en vereis hoë installasievoorbelasting.
Opsomming: Vir ultrahoë druktoestande verskuif die strategie van "elastiese verseëling" na "stywe insluiting". Hoësterkte-ingenieursplastiek (versterkte PTFE, PEEK) en metale is noodsaaklik, met ontwerpe wat fokus op die minimalisering van vervorming en ekstrusie.
IV. Belangrike Bykomende Seleksiefaktore
Druk is nie die enigste kriterium nie; seleksie moet 'n holistiese assessering behels:
• Temperatuur: Die materiaal se operasionele temperatuurreeks moet die stelsel se temperatuur ten volle omvat. Hoë hitte versnel veroudering; lae temperature veroorsaak brosheid.
• Mediaversoenbaarheid: Dit is die primêre voorvereiste. Die gekose materiaal mag nie deur die verseëlde medium gekorrodeer, geswel of afgebreek word nie.
•Bewegingstipe: Statiese seël, heen-en-weergaande dinamiese seël of roterende seël? Elke bewegingstipe stel verskillende eise aan slytasieweerstand, hitteopwekking en termiese geleidingsvermoë.
• Hardeware-versoenbaarheid: Stelselspelingontwerp, oppervlakafwerking en hardheid beïnvloed direk 'n seël se ekstrusieweerstand en slytasietempo.
Gevolgtrekking:
Die keuse van seëlmateriaal is 'n stelselingenieurswese-uitdaging, met druk wat as 'n kernonderskeidingsfaktor dien:
• Lae druk: Fokus op media. NBR/EPDM is die steunpilare.
• Medium Druk: Fokus op Ekstrusieweerstand. PU/FKM is die primêre keuses.
• Hoë druk: Fokus op sterkte. Komposiete en metale neem beheer.
Die pragmatiese seleksiebeginsel is: terwyl aan die media- en temperatuurvereistes voldoen word, kies materiale met voldoende ekstrusieweerstand en meganiese sterkte gebaseer op werkdruk, en verseker behoorlike seëlgroef- en spelingontwerp. Die duurste materiaal is nie noodwendig die beste nie; die optimale keuse is die een wat die beste geskik is vir die spesifieke bedryfstoestande.
Plasingstyd: 23 Augustus 2025