Wulkanizowane płyty SBR czy NBR na uszczelki do wody 80°C?

Które płyty lepiej wytrzymają wodę 80°C: SBR czy NBR?

NBR będzie trwalszy niż SBR, ale do gorącej wody 80°C najlepiej sprawdza się EPDM.
W praktyce wybór między SBR i NBR do stałego kontaktu z wodą 80°C jest kompromisem. SBR to materiał ogólnego przeznaczenia i zwykle pracuje bezpiecznie do około 70°C. Przy 80°C szybciej starzeje się i traci elastyczność. NBR jest odporny na oleje i ma wyższą odporność termiczną niż SBR, więc krótkotrwale zniesie 80°C. Jednak w długim kontakcie z gorącą wodą może pęcznieć i twardnieć. Jeśli środowisko to wyłącznie gorąca woda lub para, EPDM zwykle zapewnia najstabilniejszą pracę. Jeśli jednak wybór ogranicza się do wulkanizowanych płyt SBR i NBR, rozsądniej postawić na NBR, z wcześniejszym testem próbek.

Jakie są graniczne zakresy temperatur pracy SBR i NBR?

Typowo SBR pracuje do ok. 70°C, a NBR do ok. 80°C.
Zakresy zależą od receptury, twardości i warunków pracy. W ujęciu rynkowym SBR ogólnego użytku przyjmuje się w przedziale około -30°C do +70°C. NBR zwykle deklarowany jest na około -30°C do +80°C. Pojedyncze mieszanki mogą wychodzić poza te widełki, lecz wymagają weryfikacji danych producenta i testów w konkretnym medium.

Czy NBR wytrzyma długotrwały kontakt z gorącą wodą 80°C?

Może, ale ryzyko przyspieszonego starzenia i pęcznienia jest realne.
NBR dobrze radzi sobie z olejami, paliwami i wieloma płynami technicznymi. W czystej wodzie 80°C, szczególnie w obiegu zamkniętym, bywa akceptowalny, jeśli naciski montażowe i odkształcenia są dobrane poprawnie. Długotrwały kontakt z gorącą wodą i utleniaczami może jednak powodować wzrost twardości, spadek sprężystości i zwiększony trwały odcisk po ściskaniu. Dlatego do pracy ciągłej w gorącej wodzie lepszym wyborem jest zwykle EPDM. Jeśli musi to być NBR, warto dobrać mieszankę o niskim trwałym odkształceniu i potwierdzić zachowanie w testach zanurzeniowych.

Jak agresywność wody wpływa na wybór materiału uszczelek?

Im bardziej reaktywna woda, tym silniej rosną wymagania wobec materiału.
Na agresywność wpływają pH, zasolenie, utleniacze, twardość, dodatki biobójcze oraz obecność glikoli i inhibitorów. Woda z wysoką zawartością chloru i środki utleniające przyspieszają degradację SBR i NBR. Miękka woda o zmiennym pH może nasilać pęcznienie i utratę własności mechanicznych. W instalacjach z glikolami i inhibitorami dodatki te zmieniają profil kompatybilności. W takich sytuacjach SBR traci parametry szybciej, NBR radzi sobie lepiej, lecz wciąż bywa wrażliwy na gorącą wodę. W typowej wodzie użytkowej o stabilnym pH i bez agresywnych dodatków NBR będzie bezpieczniejszym wyborem niż SBR na krótsze cykle pracy w 80°C.

Jakie właściwości mechaniczne decydują o trwałości uszczelki?

Kluczowe są odkształcenie trwałe po ściskaniu, twardość i sprężystość.
W uszczelkach płaskich krytyczne jest niskie trwałe odkształcenie po ściskaniu, które ogranicza utratę docisku z czasem. Twardość Shore A dobiera się do chropowatości i sztywności kołnierzy. Zbyt miękka guma przepchnie się z gniazda, zbyt twarda nie wypełni mikroszczelin. Ważne są też wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu i odporność na rozdzieranie, które wpływają na montaż i odporność na błędy ustawienia. Grubość uszczelki wpływa na relaksację naprężeń i rozkład docisku. Dobre wulkanizowane płyty SBR i NBR o jednorodnej strukturze zapewniają przewidywalne zachowanie pod obciążeniem.

Czy obróbka i docinanie płyty wpływają na szczelność uszczelki?

Tak, jakość cięcia bezpośrednio przekłada się na szczelność.
Cięcie powinno dać czystą, prostopadłą krawędź bez przypaleń i zadziorów. Termiczne metody mogą zeszklić powierzchnię i pogorszyć powrót sprężysty. Precyzyjne cięcie nożem, strumieniem wody lub na ploterze ogranicza mikroszczeliny na obwodzie. Należy zachować właściwe promienie wewnętrzne, unikać ostrych naroży i kontrolować tolerancje otworów śrubowych, aby nie osłabić pola docisku. Gładka powierzchnia płyty i równoległość płaszczyzn pomagają utrzymać film wodny i stabilny docisk na całym obwodzie.

Jak porównać odporność chemiczną SBR wobec innych elastomerów?

SBR dobrze znosi wodę w temperaturze otoczenia, lecz słabnie w 80°C i źle znosi oleje oraz ozon.
Porównawczo NBR jest lżejszym wyborem do 80°C niż SBR, zwłaszcza jeśli w medium pojawiają się oleje czy glikole. Do gorącej wody i pary prym wiedzie EPDM, który zwykle zachowuje elastyczność w wyższych temperaturach i w środowiskach utleniających. W przypadku silnych chemikaliów lub wysokich temperatur w obecności olejów rozważa się elastomery specjalne. Jeśli priorytetem jest praca w wodzie 80°C, a wybór zawęża się do SBR i NBR, wariant NBR ma przewagę. Dla pracy ciągłej warto jednak rozważyć zmianę materiału bazowego.

Jakie praktyczne testy wykonać przed montażem uszczelki 80°C?

Wykonaj krótkie testy zanurzeniowe i kompresyjne na próbkach z partii docelowej.

• Test zanurzeniowy: odetnij próbki, zmierz wymiary i masę, zanurz w wodzie 80°C, następnie ocen pęcznienie, twardość i ewentualne spękania zgodnie z uznanymi metodami laboratoryjnymi.
• Test trwałego odkształcenia po ściskaniu: ściśnij próbkę do ustalonej deformacji w 80°C przez wybrany czas, oceń odtworzenie kształtu po schłodzeniu.
• Test montażowy na zimno i na gorąco: skręć dwa kołnierze z uszczelką, wykonaj próbę szczelności na ciśnieniu roboczym, powtórz po wygrzaniu zestawu w 80°C.
• Kontrola obróbki: sprawdź krawędzie cięcia, prostopadłość, rozmieszczenie i średnice otworów. Oceniaj płaskość i grubość w kilku punktach.
• Weryfikacja środowiska: przetestuj próbki w rzeczywistej wodzie z instalacji, zwłaszcza gdy zawiera dodatki lub ma niestandardowe pH.

Dla uszczelnień w gorącej wodzie 80°C NBR zwykle sprawdzi się lepiej niż SBR, choć w aplikacjach ciągłych stabilniejszy będzie EPDM. Warto przeprowadzić krótkie testy próbek i dopiero potem finalizować wybór.

Zamów konsultację doboru materiału i próbki do testów uszczelek pracujących w 80°C.