I industriell utrustning och vätskesystem är effektiv tätning avgörande för att säkerställa driftsintegritet och förhindra medieläckage. Valet av tätningsmaterial, särskilt deras förmåga att motstå inre tryck, är en grundläggande faktor som avgör om tätningen lyckas. Felaktigt val kan leda till förtida tätningsfel, läckage och potentiella säkerhetsrisker. Denna guide beskriver de primära tätningsmaterialen som rekommenderas för olika tryckområden.
I. Lågtrycksapplikationer (0–5 MPa)
Vanliga scenarier: Pneumatiska system, hydrauliska lågtryckssystem, vattenrening, livsmedels- och dryckesmaskiner, lågbelastade fram- och återgående stångtätningar.
Materialval:
1. Nitrilgummi (NBR): Det mest ekonomiska och mångsidiga valet för lågtrycksapplikationer. Det erbjuder utmärkt motståndskraft mot petroleumbaserade hydrauloljor, smörjmedel, bränslen och luft, vilket ger enastående värde. Idealisk för de flesta hydrauliska och pneumatiska tillämpningar med lågtrycksolje.
2. Etylenpropylendienmonomer (EPDM): Utmärkt motståndskraft mot varmt vatten, ånga, kylvätska (glykol), ketoner och svaga syror/baser. Ej lämplig för mineraloljor eller bränslen. Används främst för tätning av vattenbaserade medier och värmeöverföringsvätskor i lågtryckssystem.
3. Polyuretan (PU/AU/EU): Kännetecknas av extrem nötningsbeständighet och hög mekanisk hållfasthet. Under lågt tryck gör dess överlägsna extruderingsbeständighet och slitageegenskaper den till ett exceptionellt val för fram- och återgående tätningar (t.ex. kolv- och stångtätningar), och överträffar avsevärt standardgummi i livslängd.
Sammanfattning: För lågtrycksapplikationer, prioritera mediekompatibilitet. NBR är det mångsidiga standardalternativet, PU erbjuder ökad livslängd och EPDM är specialiserat för vattenhaltiga och polära medier.
II. Tillämpningar med medelhögt tryck (5–30 MPa)
Vanliga scenarier: Byggmaskiner, formsprutningsmaskiner, verktygsmaskiner, hydrauliska system med medelstor effekt.
Materialval:
1. Polyuretan (PU): Det dominerande valet för medeltryckshydraulik. Dess höga mekaniska hållfasthet, hårdhet och exceptionella extruderingsmotstånd bekämpar effektivt tryckinducerad deformation och spaltutpressning, vilket gör det till det föredragna materialet för kolv- och stångtätningar.
2. Nitrilgummi (NBR): Förstärkta NBR-blandningar kan fortfarande vara lämpliga för tillämpningar där trycket ligger under 15–20 MPa och temperaturerna är måttliga, särskilt i statiska tätningsapplikationer som O-ringar. Dess extrusionsmotstånd är dock betydligt lägre än PU.
3. Fluorelastomer (FKM/Viton®): Det föredragna valet när mediet utsätts för höga temperaturer, bränslen eller aggressiva kemikalier (t.ex. sura vätskor), även inom medelhögt tryck. FKM ger överlägsen kemisk resistens och prestanda vid höga temperaturer (upp till 200°C+).
Sammanfattning: I medelhöga tryckförhållanden är extruderingsmotstånd av största vikt. Polyuretan (PU) är det primära valet för dynamiska tätningar, medan fluorelastomer (FKM) väljs för krävande kemiska miljöer och högtemperaturmiljöer.
III. Hög- och ultrahögtryckstillämpningar (över 30 MPa, upp till 100 MPa+)
Vanliga scenarier: Hydrauliska domkrafter, ultrahögtryckspumpar, vattenskärning, utrustning för olje- och gasbrunnshuvuden, system för testning av tryckkärl.
Materialval:
1. Polyuretan (PU): Speciellt formulerade och konstruerade polyuretaner (t.ex. gjuten polyuretan) är fortfarande ett gångbart alternativ för dynamiska högtryckstätningar, men kräver exakt formulering och tätningsdesign, vilket ofta kräver användning av anti-extruderingsringar.
2. Aramidfiberkompositer / Tekniska plaster (PEEK, fylld PTFE): Dessa är kritiska material för applikationer med ultrahögt tryck. De är inte elastomerer utan högpresterande plaster med exceptionell mekanisk hållfasthet och modul.
• Fylld PTFE: Tillsats av fyllmedel som glasfiber, koppar eller kolfiber till PTFE förbättrar drastiskt dess tryckhållfasthet och extruderingsmotstånd. Används ofta för stödringar och tätningsringar för att skydda primärtätningar från extrudering och skador.
•PEEK: Erbjuder extremt hög hållfasthet, styvhet och temperaturbeständighet, används för tillverkning av tätningsringar och stödringar i miljöer med ultrahögt tryck.
3. Metalltätningar (koppar eller rostfritt stål): Under extremt tryck (t.ex. >70 MPa), hög temperatur eller högt stöttryck når elastomerer och plaster sina gränser. Metall-O-ringar eller C-ringar blir den ultimata lösningen. De tätar genom plastisk deformation och erbjuder extrem tillförlitlighet men är vanligtvis engångsbruk och kräver hög installationsförspänning.
Sammanfattning: För ultrahöga tryckförhållanden skiftar strategin från "elastisk tätning" till "styv inneslutning". Höghållfasta tekniska plaster (förstärkt PTFE, PEEK) och metaller är avgörande, med konstruktioner inriktade på att minimera deformation och extrudering.
IV. Viktiga ytterligare urvalsfaktorer
Tryck är inte det enda kriteriet; urvalet måste innebära en helhetsbedömning:
• Temperatur: Materialets driftstemperaturområde måste helt omfatta systemets temperatur. Hög värme accelererar åldring; låga temperaturer orsakar försprödning.
•Mediekompatibilitet: Detta är den primära förutsättningen. Det valda materialet får inte vara korroderat, svällt eller nedbrytet av det förseglade mediet.
• Rörelsetyp: Statisk tätning, fram- och återgående dynamisk tätning eller roterande tätning? Varje rörelsetyp ställer olika krav på slitstyrka, värmeutveckling och värmeledningsförmåga.
• Hårdvarukompatibilitet: Systemspelets design, ytfinish och hårdhet påverkar direkt en tätnings extruderingsmotstånd och slitagehastighet.
Slutsats:
Att välja tätningsmaterial är en systemteknisk utmaning, där trycket fungerar som en viktig differentieringsfaktor:
•Lågt tryck: Fokusera på media.NBR/EPDM är huvudmaterialen.
•Mellantryck: Fokusera på extruderingsmotstånd.PU/FKM är de främsta valen.
• Högt tryck: Fokusera på styrka. Kompositer och metaller tar över.
Den pragmatiska urvalsprincipen är: samtidigt som du uppfyller kraven på media och temperatur, välj material med tillräcklig extruderingsbeständighet och mekanisk hållfasthet baserat på arbetstryck, och säkerställ korrekt utformning av tätningsspår och spelrum. Det dyraste materialet är inte nödvändigtvis det bästa; det optimala valet är det som passar bäst för de specifika driftsförhållandena.
Publiceringstid: 23 augusti 2025