En industria ekipaĵo kaj fluidsistemoj, efika sigelado estas kritika por certigi funkcian integrecon kaj malhelpi elfluadon de la materialo. La elekto de sigelaj materialoj, precipe ilia kapablo elteni internan premon, estas fundamenta faktoro determinanta la sukceson de la sigelado. Malĝusta elekto povas konduki al trofrua sigela fiasko, elfluado kaj eblaj sekurecaj danĝeroj. Ĉi tiu gvidilo skizas la ĉefajn sigelajn materialojn rekomenditajn por malsamaj premintervaloj.
I. Aplikoj de malalta premo (0 – 5 MPa)
Oftaj Scenaroj: Pneŭmatikaj sistemoj, malaltpremaj hidraŭlikaj sistemoj, akvopurigado, nutraĵaj kaj trinkaĵaj maŝinoj, malaltŝarĝaj reciprokaj stangosigeloj.
Materiala Selektado:
1. Nitrila Kaŭĉuko (NBR): La plej ekonomia kaj multflanka elekto por malaltpremaj aplikoj. Ĝi ofertas bonegan reziston al naftobazitaj hidraŭlikaj oleoj, lubrikaĵoj, fueloj kaj aero, liverante elstaran valoron. Ideala por plej multaj malaltpremaj oleohidraŭlikaj kaj pneŭmatikaj uzoj.
2. Etilena Propilena Diena Monomero (EPDM): Bonega rezisto al varma akvo, vaporo, fridigaĵo (glikolo), ketonoj kaj malfortaj acidoj/bazoj. Ne taŭgas por mineralaj oleoj aŭ fueloj. Ĉefe uzata por sigelado de akvobazitaj medioj kaj varmotransigaj fluidoj en malaltpremaj sistemoj.
3. Poliuretano (PU/AU/EU): Karakterizita per ekstrema abraziorezisto kaj alta mekanika forto. Sub malalta premo, ĝia supera eltrudrezisto kaj eluziĝaj ecoj igas ĝin escepta elekto por reciprokaj sigeloj (ekz., piŝto- kaj stangosigeloj), signife superante norman kaŭĉukon en servodaŭro.
Resumo: Por malaltpremaj aplikoj, prioritatu kongruecon kun la materialoj. NBR estas la defaŭlta multflanka opcio, PU ofertas plibonigitan eluzdaŭron, kaj EPDM estas specialigita por akvaj kaj polusaj materialoj.
II. Aplikoj je Meza Premo (5 – 30 MPa)
Oftaj Scenaroj: Konstrumaŝinaro, injektmuldaj maŝinoj, maŝiniloj, mezpotencaj hidraŭlikaj sistemoj.
Materiala Selektado:
1. Poliuretano (PU): La ĉefa elekto por mezprema hidraŭliko. Ĝia alta mekanika forto, malmoleco kaj escepta eltruda rezisto efike kontraŭbatalas prem-induktitan deformadon kaj interspaco-eltrudadon, igante ĝin la preferata materialo por piŝto- kaj stango-sigeloj.
2. Nitrila Kaŭĉuko (NBR): Plifortigitaj NBR-komponaĵoj ankoraŭ povas esti taŭgaj por aplikoj kie premo restas sub 15-20 MPa kaj temperaturoj estas moderaj, precipe en statikaj sigelaj aplikoj kiel O-ringoj. Tamen, ĝia eltruda rezisto estas konsiderinde pli malalta ol tiu de PU.
3.Fluoroelastomero (FKM/Viton®): La preferata elekto kiam la medio implikas altajn temperaturojn, fuelojn aŭ agresemajn kemiaĵojn (ekz., acidajn fluidojn), eĉ ene de la mezaprema intervalo. FKM provizas superan kemian reziston kaj alt-temperaturan rendimenton (ĝis 200°C+)
Resumo: En mezpremaj scenaroj, eltruda rezisto estas plej grava. Poliuretano (PU) estas la ĉefa elekto por dinamikaj sigeloj, dum Fluoroelastomero (FKM) estas elektita por postulemaj kemiaj kaj alttemperaturaj medioj.
III. Aplikoj de Alta kaj Ultra Alta Premo (Super 30 MPa, ĝis 100 MPa+)
Oftaj Scenaroj: Hidraŭlikaj fantoj, ultra-altaj prempumpiloj, akvojeta tranĉado, ekipaĵo por nafto- kaj gasputokapoj, sistemoj por testi premujojn.
Materiala Selektado:
1. Poliuretano (PU): Speciale formulitaj kaj realigitaj poliuretanoj (ekz., gisita poliuretano) restas farebla opcio por altpremaj dinamikaj sigeloj, sed postulas precizan formuliĝon kaj sigeldezajnon, ofte devigante la uzon de kontraŭ-eltrudaj rezervaj ringoj.
2. Aramidfibraj Kompozitaĵoj / Inĝenieraj Plastoj (PEEK, Plenigita PTFE): Ĉi tiuj estas kritikaj materialoj por ultra-altaj premaj aplikoj. Ili ne estas elastomeroj, sed alt-efikecaj plastoj kun escepta mekanika forto kaj modulo.
•Plenigita PTFE: Aldonante plenigaĵojn kiel vitrofibron, kupron aŭ karbonfibron al PTFE draste plibonigas ĝian kunpreman forton kaj eltrudan reziston. Ofte uzata por rezervaj ringoj kaj sigelringoj por protekti primarajn sigelojn kontraŭ eltrudado kaj difekto.
•PEEK: Proponas ekstreme altan forton, rigidecon kaj temperaturreziston, uzatan por fabrikado de sigelringoj kaj subtenringoj en ultra-altaj premoj.
3. Metalaj Sigeloj (Kupro aŭ Neoksidebla Ŝtalo): Sub ekstrema premo (ekz., >70 MPa), alta temperaturo aŭ alta ŝokpremo, elastomeroj kaj plastoj atingas siajn limojn. Metalaj O-ringoj aŭ C-ringoj fariĝas la finfina solvo. Ili sigelas per plasta deformado, ofertante ekstreman fidindecon, sed estas tipe unufojaj kaj postulas altan instalan antaŭŝarĝon.
Resumo: Por ultra-altaj premaj kondiĉoj, la strategio ŝanĝiĝas de "elasta sigelado" al "rigida reteno". Alt-fortaj inĝenieraj plastoj (plifortikigita PTFE, PEEK) kaj metaloj estas esencaj, kun dezajnoj fokusitaj al minimumigo de deformado kaj eltrudado.
IV. Ŝlosilaj Pliaj Selektaj Faktoroj
Premo ne estas la sola kriterio; selektado devas impliki holisman taksadon:
• Temperaturo: La funkcianta temperaturintervalo de la materialo devas plene ampleksi la temperaturon de la sistemo. Alta varmo akcelas maljuniĝon; malaltaj temperaturoj kaŭzas rompiĝemon.
• Kongrueco de la medio: Ĉi tiu estas la ĉefa antaŭkondiĉo. La elektita materialo ne rajtas esti korodita, ŝvelinta aŭ degradita de la sigelita medio.
• Movado-tipo: Statika sigelo, reciproka dinamika sigelo, aŭ rotacia sigelo? Ĉiu movado-tipo trudas malsamajn postulojn pri eluziĝrezisto, varmogenerado kaj varmokondukteco.
• Kongrueco de Aparataro: La dezajno de la sistema libera spaco, la surfaca finpoluro kaj la malmoleco rekte influas la eltrudan reziston kaj eluziĝrapidecon de sigelo.
Konkludo:
La elekto de sigelmaterialoj estas sisteminĝenieristika defio, kie premo funkcias kiel kerna distingilo:
• Malalta Premo: Fokuso pri la materialoj. NBR/EPDM estas la ĉefaj materialoj.
• Meza Premo: Fokusu pri Eltruda Rezisto. PU/FKM estas la ĉefaj elektoj.
• Alta Premo: Fokuso pri Forto. Komponaĵoj kaj metaloj transprenas la kontrolon.
La pragmata elektoprincipo estas: dum plenumado de la postuloj pri la medio kaj temperaturo, elektu materialojn kun adekvata eltruda rezisto kaj mekanika forto bazitaj sur la laborpremo, kaj certigu ĝustan sigelan kanelon kaj liberan dezajnon. La plej multekosta materialo ne nepre estas la plej bona; la optimuma elekto estas tiu plej taŭga por la specifaj funkciaj kondiĉoj.
Afiŝtempo: 23-a de aŭgusto 2025