Kiedy należy rozważyć zastosowanie uszczelki olejowej obrotowej z PTFE i stali nierdzewnej?

Konwencjonalne uszczelki olejowe z elastomerów nadają się do szerokiego zakresu sprzętu przemysłowego, ale nie każde zastosowanie obrotowe charakteryzuje się umiarkowaną temperaturą, umiarkowaną prędkością i zgodnymi smarami. Gdy warunki eksploatacji stają się bardziej wymagające, warto rozważyć uszczelkę wału na bazie PTFE z konstrukcją ze stali nierdzewnej.

Powodem nie jest jedynie to, że PTFE to materiał o „wyższej wydajności”. Jego niskie współczynniki tarcia oraz szeroka odporność chemiczna czynią go odpowiednim dla zastosowań, w których konwencjonalna uszczelka gumowa napotyka ograniczenia.

Zastosowania, w których konwencjonalne uszczelki gumowe mogą okazać się problematyczne

Tradycyjna uszczelka gumowa z wargą uszczelniającą zależy od kontrolowanego kontaktu sprężystego z wałem. W miarę wzrostu temperatury, prędkości obrotowej, narażenia na czynniki chemiczne lub innych warunków eksploatacyjnych rosną wymagania stawiane materiałowi i konstrukcji wargi uszczelniającej.

Wysoka prędkość obrotowa wału może zwiększać ciepło tarcia. Niektóre medium mogą również negatywnie wpływać na zgodność elastomeru. W takich sytuacjach zmiana jednego komponentu gumowego na inny może przynieść korzyści, ale nie zawsze spełnia wszystkie wymagania eksploatacyjne.

Rozwiązanie musi więc uwzględniać zarówno materiał, jak i konstrukcję uszczelki.

Co PTFE wnosi do projektu

PTFE charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia oraz szeroką odpornością chemiczną w porównaniu do wielu konwencjonalnych elastomerów. Te właściwości są przydatne w wymagających zastosowaniach obrotowych.

Warstwa PTFE może zmniejszać ciepło tarcia i zużycie wargi uszczelniającej oraz rozszerzać zgodność z różnymi cieczami. Materiały uszczelniające z PTFE są dostępne do zastosowań w trudnych warunkach oraz przy szybkobieżnych, niskociśnieniowych uszczelnieniach obrotowych.

Nie oznacza to jednak automatycznie, że uszczelki z PTFE nadają się do każdego urządzenia pracującego w wysokiej temperaturze lub z dużą prędkością. Należy nadal uwzględnić geometrię uszczelki, stan wału, sposób montażu, ciśnienie, smarowanie oraz dokładny skład PTFE.

Dlaczego stosuje się stal nierdzewną

Część ze stali nierdzewnej w uszczelce wałkowej z PTFE zapewnia strukturalną część uszczelki oraz odporność na korozję, która może być przydatna w wymagających środowiskach.

Jest to istotne w przypadku urządzeń narażonych na wilgoć, chemikalia, cykliczne zmiany temperatury lub inne warunki, w których otaczająca konstrukcja wymaga większej odporności niż standardowa obudowa ze stali węglowej.

Połączenie uszczelnienia z PTFE i konstrukcji ze stali nierdzewnej spełnia więc dwa różne wymagania: interfejs uszczelniający oraz warunki mechaniczne panujące wokół uszczelki.

Typowy Aplikacja Dziedziny

Uszczelnienia wałowe z PTFE i stali nierdzewnej można rozważyć w zastosowaniach takich jak pompy, sprężarki, silniki, przekładnie, wentylatory, maszyny przemysłowe oraz inne urządzenia obrotowe, gdzie istotne są niskie tarcie, odporność chemiczna lub wymagające warunki eksploatacyjne.

NQKSF wymienia uszczelnienia wałowe z PTFE i stali nierdzewnej wśród swoich produktów uszczelniających przeznaczonych do zastosowań przemysłowych i opisuje m.in. zastosowania w pompach, silnikach, przekładniach, sprzęcie rolniczym i budowlanym, napędach turbin wiatrowych oraz innych maszynach przemysłowych.

Dokładna przydatność zależy nadal od parametrów pracy. Uszczelkę nie należy dobierać wyłącznie na podstawie tego, że urządzenie należy do jednej z tych branż.

PTFE nie eliminuje potrzeby prawidłowego projektowania wału

Powszechnym błędem jest przekonanie, że uszczelka z PTFE może rekompensować złe warunki wału.

Nie może.

Powierzchnia wału, jego twardość, biój, geometria montażu oraz kierunek uszczelniania nadal wpływają na wydajność uszczelki obrotowej. Formulacje PTFE z napełniaczami ściernymi mogą również wymagać szczególnej uwagi w zakresie materiału powierzchni przeciwnej.

Z tego powodu PTFE należy traktować jako element zaprojektowanego systemu uszczelniającego, a nie jedynie jako zamiennik kauczuku NBR lub FKM.

Wybór materiału w zależności od maszyny

Uszczelka PTFE ze stali nierdzewnej na wał staje się istotna, gdy aplikacja wymaga cech, których konwencjonalna uszczelka elastomerowa nie może zapewnić w sposób efektywny – szczególnie w przypadku tarcia, narażenia na czynniki chemiczne, temperatury lub prędkości.

Poprawny wybór zawsze zaczyna się od rzeczywistych warunków pracy maszyny. Przed podjęciem decyzji dotyczącej konstrukcji i materiału uszczelki należy wziąć pod uwagę temperaturę, prędkość obrotową wału, ciśnienie, rodzaj medium, materiał wału, stan jego powierzchni oraz dostępną przestrzeń montażową.

Dla urządzeń działających w trudnych warunkach to podejście oparte na zastosowaniu jest bardziej przydatne niż wybór uszczelki wyłącznie dlatego, że jej materiał ma wyższe specyfikacje na papierze.