Uszczelka to najtańsza część w węźle, a zarazem ta, przez którą najczęściej zatrzymuje się urządzenia: uszczelka przepchnięta, wyciek oleju lub ciśnienia i linia stoi do wymiany groszowej elementu. Gumowe uszczelki pęcznieją w oleju, twardnieją na mrozie i są przepychane przez ścierniwo w ciągu kilku zmian. Poliuretanowe uszczelki od zakładu TIMOL utrzymują wyższe ciśnienie, nie boją się produktów naftowych i mają odporność na zużycie ok. 10 razy wyższą niż guma. Omówimy, gdzie takie uszczelki pracują, czym wygrywają z gumą, PTFE i silikonem, i jak zamówić uszczelnienie według rysunku.
Co uszczelniają poliuretanowe uszczelki
Poliuretanowa uszczelka uszczelnia styk między częściami i kompensuje nierówności powierzchni, nie przepuszczając cieczy, gazu ani pyłu. Pod dociskiem sprężyście odkształca się, wypełnia mikronierówności kołnierzy i tworzy szczelny kontakt na całym obwodzie połączenia.
Takie uszczelki montuje się w połączeniach kołnierzowych rurociągów, pokrywach pomp i przekładni, węzłach hydraulicznych i pneumatycznych, rozłącznych obudowach mechanizmów. Odrębną dużą grupą są uszczelki i uszczelnienia w amortyzatorach i węzłach ruchomych, gdzie uszczelka nie tylko leży, ale pracuje pod ciśnieniem i cyklicznym obciążeniem.
Poliuretan jest szczególnie odpowiedni tam, gdzie uszczelka doświadcza nie tylko docisku, ale i tarcia, drgań lub kontaktu z cząstkami ściernymi. Gładka gęsta powierzchnia opiera się przepychaniu przez twarde wtrącenia, a elastyczność przywraca uszczelce kształt po zdjęciu obciążenia. Asortyment wyrobów uszczelniających zebrany jest w katalogu.
Dlaczego poliuretan wypiera gumę, PTFE i silikon
Poliuretan łączy wytrzymałość, odporność na zużycie i odporność na oleje — i tym właśnie wygrywa z tradycyjnymi materiałami uszczelek. Ścieralność wg DIN 53516 poliuretanu wynosi 38-39 mm³, gumy SBR 100-200 mm³, gumy silikonowej 150-350 mm³, PTFE 200-500 mm³. Oznacza to, że w warunkach tarcia i ścierniwa uszczelka poliuretanowa zużywa się wielokrotnie wolniej od każdego z tych materiałów.
Wobec gumy poliuretan wygrywa pod względem wytrzymałości i ciśnienia. Wytrzymałość na rozrywanie poliuretanu wynosi 39-87 MPa wobec 8-20 MPa gumy SBR i 10-25 MPa gumy NBR. Odporność na rozrywanie poliuretanu to 40-120 kN/m, podczas gdy u większości gum jest kilkakrotnie niższa. Dlatego pod wysokim ciśnieniem uszczelka poliuretanowa nie pęka na krawędzi i nie jest tak łatwo wypychana w szczelinę jak gumowa.
PTFE (fluoropolimer) i silikon mają swoje mocne strony, które warto uczciwie uwzględnić. PTFE jest chemicznie obojętny i wytrzymuje od -200 do +260 °C, silikon pracuje od -60 do +230 °C. Ale oba mają bardzo niską odporność na zużycie i tendencję do płynięcia pod obciążeniem: PTFE płynie pod stałym ciśnieniem, silikon ma wytrzymałość na rozrywanie zaledwie 5-12 MPa. Tam, gdzie główne wymagania to chemiczna obojętność lub ekstremalna temperatura, wybiera się je. Tam, gdzie uszczelka niesie obciążenie mechaniczne, tarcie i ciśnienie, poliuretan służy niezawodniej.
| Materiał | Ścieralność DIN 53516, mm³ | Temp. pracy, °C | Wytrzymałość na rozrywanie, MPa | Odporność na rozrywanie, kN/m | Odporność na oleje |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan TIMOL | 38-39 | -60 do +100 | 39-87 | 40-120 | doskonała |
| Guma NBR | 80-150 | -30 do +100 | 10-25 | 10-50 | dobra |
| Guma SBR | 100-200 | -40 do +80 | 8-20 | 8-35 | zła |
| Guma silikonowa | 150-350 | -60 do +230 | 5-12 | 5-30 | umiarkowana |
| Fluoropolimer PTFE | 200-500 | -200 do +260 | 15-35 | n/d | doskonała |
Tabela pokazuje podział ról: silikon i PTFE wygrywają pod względem zakresu temperatur, ale ustępują poliuretanowi pod względem ścieralności, wytrzymałości i odporności na rozrywanie wielokrotnie — dlatego w mechanicznie obciążonych uszczelnieniach poliuretan pozostaje roboczym wyborem.
Wskazówka inżyniera: do wysokiego ciśnienia wybieraj twardszy poliuretan i planuj minimalny luz montażowy w połączeniu. Główny wróg uszczelki pod ciśnieniem to ekstruzja — gdy materiał jest wypychany w szczelinę między częściami i stopniowo niszczy się. Twardsza uszczelka i ścisła geometria osadzenia eliminują ten efekt. Do nierównych lub grubo obrobionych kołnierzy, przeciwnie, bierz miększy materiał, który wypełni nierówności i da szczelność bez nadmiernego docisku.
Eksploatacja i granice zastosowania
Żeby uszczelka służyła przez cały obliczony zasób, ważne jest nieprzekraczanie warunków roboczych materiału. Długotrwała praca w temperaturze powyżej +100 °C przyspiesza zmęczenie poliuretanu, dlatego do gorących węzłów recepturę uzgadnia się osobno lub wybiera inny materiał. Stały kontakt z aromatycznymi rozpuszczalnikami, ketonami i stężonymi kwasami jest również niepożądany i wymaga sprawdzenia zgodności.
W standardowym zakresie poliuretanowa uszczelka zachowuje się przewidywalnie: utrzymuje olej, wodę, słabe kwasy i zasady, produkty naftowe, roztwory soli, jest odporna na ozon i UV przy pracy na otwartym powietrzu. To wyraźnie odróżnia ją od gumy SBR i kauczuku naturalnego, które na słońcu i w oleju degradują szybko.
Prawidłowy montaż jest nie mniej ważny niż materiał. Powierzchnie pod uszczelkę czyści się ze starego uszczelniacza, rdzy i zadziorów, dokręcanie wykonuje się równomiernie po obwodzie, a siłę dozuje się tak, aby uszczelka ściskała się, ale nie była wypychana całkowicie. Technologię odlewania i przygotowania powierzchni opisano w sekcji informacje techniczne.
Branże zastosowania uszczelki poliuretanowej
Poliuretanowe uszczelki są poszukiwane w branżach, gdzie uszczelnienie pracuje pod ciśnieniem, drganiami lub w kontakcie z olejem i ściernikiem. Ogólna nomenklatura zakładu obejmuje 12 branż przemysłu, i uszczelki potrzebne są niemal w każdej z nich.
Hydraulika i pneumatyka stosuje poliuretanowe uszczelnienia ze względu na zdolność utrzymania ciśnienia bez ekstruzji. Urządzenia pompowe i sprężarkowe cenią odporność na oleje i zużycie w miejscach rozłączeń. Technika rolnicza i spożywcza wybiera poliuretan ze względu na odporność na wilgoć i środki myjące oraz na to, że uszczelka nie koroduje. Przemysł wydobywczy i hutniczy stosuje poliuretanowe uszczelki tam, gdzie w środowisku obecne są cząstki ścierne, które przepychają gumę.
We wszystkich tych przypadkach poliuretan rozwiązuje wspólne zadanie: wydłużyć przerwy między wymianami taniej, ale krytycznej części i wyeliminować wycieki, przez które zatrzymuje się linia. Często efekt ekonomiczny daje nie sama cena uszczelki, lecz ograniczenie nieplanowanych przestojów: jeden wyciek w układzie hydraulicznym pod obciążeniem może kosztować więcej niż roczny zapas uszczelek. Więcej o doborze materiału pod zadanie w sekcji usług.
Jak zamówić poliuretanowe uszczelki na wymiar
Do zamówienia dostarcz rysunek lub próbkę uszczelki z wymiarami i opisz warunki pracy: ciśnienie, medium robocze, temperaturę i charakter obciążenia. Na podstawie tych danych technolog dobierze twardość, recepturę polimeru i geometrię uszczelnienia.
Zakład TIMOL wykonuje uszczelki dowolnego kształtu metodą odlewania swobodnego: pierścieniowe, kołnierzowe, figurowe, z otworami i wkładkami. Realizuje się zarówno pojedyncze uszczelki do remontu konkretnego węzła, jak i partie seryjne pod urządzenia.
Po konsultację, kalkulację pod Twoje ciśnienie i zamówienie skontaktuj się przez kontakty zakładu TIMOL. Inżynierowie pomogą dobrać materiał i wykonają uszczelnienie pod Twoje połączenie.