Jak wybrać odpowiednie pierścienie uszczelniające do zastosowań przemysłowych?

Prawo pierścień szczelniący należy je dobierać zgodnie z warunkami pracy urządzenia, a nie wyłącznie na podstawie dopasowania rozmiaru. Temperatura, ciśnienie, medium, ruch, dostępna przestrzeń montażowa oraz poziom zanieczyszczenia wpływają na to, czy pierścień uszczelniający będzie działał niezawodnie. W zastosowaniach przemysłowych proces doboru powinien rozpocząć się od analizy środowiska roboczego, a następnie przejść do materiału, kształtu przekroju, wymiarów oraz możliwości dostawcy.

Uszczelka, która wydaje się odpowiednia na rysunku, może zachowywać się zupełnie inaczej po uruchomieniu maszyny.

Zaczynaj od medium, a nie od materiału uszczelki

Jednym z pierwszych pytań przy doborze uszczelki powinno być: Z jakim cieczą uszczelka będzie miała kontakt?

Olej hydrauliczny, olej mineralny, woda, smar, paliwo, chemikalia oraz sprężone powietrze mogą wywierać bardzo różne oddziaływanie na materiały elastomerowe.

Na przykład kauczuk NBR jest powszechnie stosowany w zastosowaniach związanych z olejami mineralnymi i smarami, podczas gdy kauczuk FKM jest często wybierany w przypadku potrzeby wyższej odporności na temperaturę lub szerszej zgodności chemicznej.

Nazwy materiałów same w sobie nie są jednak wystarczające. Różne mieszanki oparte na tym samym polimerze macierzystym mogą mieć różne składy i zakresy właściwości użytkowych.

Dlatego dostawca powinien być w stanie dostarczyć szczegółowych informacji o materiale, a nie ograniczać się do ogólnego stwierdzenia, że dany produkt jest „odporny na oleje”.

Temperatura wpływa na wybór

Temperatura to kolejny czynnik, który należy sprawdzić w odniesieniu do rzeczywistej pozycji uszczelnienia.

Temperatura samego urządzenia nie musi odzwierciedlać temperatury, jakiej doświadcza uszczelka. Uszczelka zamontowana w pobliżu łożyska, elementu silnika, obwodu hydraulicznego lub szybkoobrotowego wału może być narażona na znacznie inne warunki.

W wysokich temperaturach właściwości elastomerów mogą ulec zmianie w czasie. W niskich temperaturach może pojawić się problem z elastycznością.

Poprawnym podejściem jest uwzględnienie temperatury normalnej pracy, możliwych szczytów temperatury oraz czasu ekspozycji, a nie wybór materiału wyłącznie na podstawie nominalnej wartości temperatury.

Ruch określa konstrukcję uszczelki

Pierścień uszczelniający stosowany w połączeniu statycznym staje przed innym problemem niż ten montowany wokół ruchomego wału.

W przypadku uszczelnień statycznych kluczowe znaczenie mają kompresja oraz zgodność materiałów. W zastosowaniach dynamicznych znacznie większą rolę odgrywają tarcie, zużycie, stan powierzchni, smarowanie oraz prędkość ruchu.

Na przykład pierścienie O mogą być stosowane zarówno w zastosowaniach statycznych, jak i dynamicznych, jednak projekt rowka, stopień kompresji, luz, smarowanie oraz warunki ruchu muszą być odpowiednie dla danego zastosowania.

Dlatego prośba do dostawcy o „pierścień O o tym rozmiarze” może nie zawierać wystarczającej ilości informacji dla wymagającego zastosowania przemysłowego.

Ciśnienie i luz należy rozpatrywać łącznie

Ciśnienie może odkształcić uszczelkę wykonaną z elastomeru, wprowadzając ją do istniejącego luzu montażowego.

W miarę wzrostu ciśnienia odporność na wypychanie staje się coraz ważniejsza. Współdziałanie wymiarów rowka, twardości materiału, luzu montażowego oraz poziomu ciśnienia decyduje o stabilności uszczelki.

W niektórych zastosowaniach rozważa się zastosowanie twardejszego składu materiału lub pierścienia wsporczego w celu ograniczenia wypychania.

Dlatego ciśnienie nigdy nie powinno być oceniane niezależnie od geometrii montażu.

Środowisko montażowe ma większe znaczenie, niż spodziewają się wielu zakupujących.

Uszczelka pierścieniowa może zostać prawidłowo dobrana, ale uszkodzona podczas montażu.

Ostre krawędzie, nieodpowiednie smarowanie, nadmierne rozciąganie, skręcanie, zanieczyszczone rowki lub nieodpowiednie narzędzia mogą uszkodzić powierzchnię uszczelniającą jeszcze przed uruchomieniem urządzenia.

W zakupach przemysłowych przydatne jest więc zadanie dostawcy pytania, czy może udostępnić dane wymiarowe oraz wytyczne montażowe dla wybranej uszczelki.

Dostawca, który rozumie środowisko instalacji, może często pomóc w zidentyfikowaniu ryzyk niewidocznych wyłącznie na podstawie rysunku produktu.

Wybór dostawcy powinien opierać się na kryteriach technicznych

Gdy warunki eksploatacji są jasne, ocena dostawcy staje się znacznie łatwiejsza.

Odpowiedni dostawca powinien być w stanie odpowiedzieć na praktyczne pytania, takie jak:

Który materiał jest zalecany dla określonego medium?

Jaki zakres temperatur jest odpowiedni dla danego kompozytu?

Czy produkt nadaje się do uszczelniania statycznego czy dynamicznego?

Jakie normy wymiarowe są dostępne?

Czy można zapewnić spójność partii?

W jaki sposób przeprowadzana jest kontrola materiałów wejściowych i gotowych uszczelek?

Celem nie jest znalezienie dostawcy oferującego najszerszy katalog. Celem jest znalezienie dostawcy, który potrafi połączyć warunki zastosowania z odpowiednim rozwiązaniem uszczelniającym.

Dla zakupujących w przemyśle dobre decyzje dotyczące uszczelnień są więc podejmowane w następującej kolejności:

Zastosowanie → warunki eksploatacji → projekt uszczelki → materiał → wymiary → zdolności dostawcy.

Taka kolejność zmniejsza ryzyko wybrania uszczelki wyłącznie na podstawie ceny lub wyglądu.