يعد اختيار مواد الختم أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات الصناعية، حيث تلعب عوامل مثل مقاومة درجات الحرارة والتوافق الكيميائي والمتانة دورًا مهمًا. ومن بين المواد الأكثر استخداما هي الأختام الدائرية المطاطية الفلورية FKM , أختام نبر (مطاط النتريل). ، و الأختام السيليكون . تتميز كل مادة بخصائص مميزة تجعلها مناسبة لبيئات معينة.
تركيب المواد والخصائص الأساسية
أختام دائرية من مطاط الفلور FKM هي اللدائن الاصطناعية المعروفة بمقاومتها الاستثنائية لدرجات الحرارة المرتفعة والوقود والزيوت والمواد الكيميائية العدوانية. يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعات الطيران والسيارات والصناعات الكيميائية. في المقابل، الأختام NBR توفر مقاومة ممتازة للزيوت والوقود النفطي ولكنها تتحلل عند تعرضها للأوزون أو ضوء الشمس أو درجات الحرارة القصوى. الأختام السيليكون من ناحية أخرى، تتفوق في نطاقات درجات الحرارة الواسعة والمرونة ولكنها تتمتع بمقاومة ضعيفة للوقود والتآكل الميكانيكي.
ويلخص الجدول التالي الاختلافات الأساسية:
| ملكية | مطاط الفلور (FKM) | مطاط النتريل (NBR) | سيليكون |
| نطاق درجة الحرارة | -20 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية | -60 درجة مئوية إلى 230 درجة مئوية |
| مقاومة الزيت/الوقود | ممتاز | ممتاز | فقير |
| المقاومة الكيميائية | متميز | معتدل | عدل |
| مجموعة ضغط | جيد | عدل | فقير |
| يكلف | عالي | منخفضة إلى معتدلة | معتدل to high |
مقاومة درجات الحرارة والأداء
أحد العوامل الأكثر أهمية في اختيار الختم هو استقرار درجة الحرارة. أختام دائرية من مطاط الفلور FKM أداء جيد بشكل استثنائي في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، والحفاظ على سلامتها حتى عند التعرض المستمر لدرجة حرارة 200 درجة مئوية أو أعلى. وهذا يجعلها مثالية لمكونات المحرك وأنظمة العادم والآلات الصناعية.
الأختام NBR وعلى الرغم من فعاليته من حيث التكلفة، إلا أنه يبدأ في التحلل عند درجات حرارة أعلى من 120 درجة مئوية، مما يؤدي إلى التصلب والتشقق. الأختام السيليكون يمكن أن تتحمل البرودة الشديدة (-60 درجة مئوية) والحرارة (حتى 230 درجة مئوية)، ولكن قوتها الميكانيكية تتضاءل تحت الضغط لفترة طويلة، مما يجعلها أقل ملاءمة لتطبيقات الختم الديناميكي.
التوافق الكيميائي والسوائل
أختام دائرية من مطاط الفلور FKM تتميز بمقاومة عالية لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض والهيدروكربونات والمذيبات العدوانية. وهذا يجعلها لا غنى عنها في المعالجة الكيميائية وصناعات النفط والغاز.
الأختام NBR يعمل بشكل جيد مع السوائل البترولية ولكنه يفشل عند تعرضه للكيتونات أو الأوزون أو المذيبات المكلورة. الأختام السيليكون وهي متوافقة حيويا ومقاومة للماء والبخار ولكنها تنتفخ أو تتحلل عند تعرضها للوقود أو الزيوت أو الأحماض المركزة.
الخواص الميكانيكية وطول العمر
عندما يتعلق الأمر بمجموعة الضغط ومقاومة التآكل، الأختام الدائرية المطاطية الفلورية FKM تقدم أداءً فائقًا في ظل الضغط المستمر، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الختم الثابتة والديناميكية. الأختام NBR توفر ختمًا أوليًا جيدًا ولكنها تعاني من الضغط الذي يتم ضبطه بمرور الوقت، خاصة في ظروف درجات الحرارة المرتفعة. الأختام السيليكون على الرغم من مرونتها، إلا أنها تتمتع بقوة تمزق ضعيفة ومقاومة للتآكل، مما يحد من استخدامها في البيئات عالية الضغط أو الكاشطة.
التكلفة والاعتبارات الاقتصادية
بينما الأختام الدائرية المطاطية الفلورية FKM هي أكثر تكلفة من NBR و الأختام السيليكون غالبًا ما يبرر طول عمرها وأدائها في الظروف القاسية التكلفة الأولية المرتفعة. الأختام NBR هي الخيار الأكثر اقتصادا لتطبيقات الأغراض العامة، في حين الأختام السيليكون يفضل في التطبيقات الطبية والغذائية حيث تكون درجات الحرارة القصوى عاملاً ولكن المقاومة الكيميائية ليست حرجة.
الاختيار بين الأختام الدائرية المطاطية الفلورية FKM , الأختام NBR ، و الأختام السيليكون يعتمد على متطلبات التطبيق المحددة. أختام FKM لا مثيل لها في درجات الحرارة العالية والمقاومة الكيميائية، الأختام NBR توفير حلول فعالة من حيث التكلفة لتطبيقات النفط والوقود، و الأختام السيليكون تتفوق في نطاقات درجات الحرارة القصوى حيث يكون التعرض للمواد الكيميائية في حده الأدنى. إن فهم هذه الاختلافات يضمن الأداء الأمثل وطول العمر في التطبيقات الصناعية والتجارية.
