Escolhendo o material correto do anel de vedação para acoplamentos rápidos

choosing the right seal ring materials

No mundo dos sistemas de transferência de fluidos, os engates rápidos desempenham um papel fundamental para garantir conexões eficientes e sem vazamentos. Um componente crítico desses acoplamentos é o anel de vedação, que garante uma vedação hermética e evita vazamentos. A seleção do material apropriado do anel de vedação é crucial para o desempenho e a longevidade dos acoplamentos rápidos. Nesta postagem do blog, nos aprofundaremos nos diversos materiais de anéis de vedação usados ​​em acoplamentos rápidos e suas respectivas vantagens.

A importância dos anéis de vedação

Os anéis de vedação são essenciais para manter a integridade dos engates rápidos. Eles fornecem uma barreira que evita que fluidos escapem e contaminantes entrem no sistema. O material correto do anel de vedação pode aumentar a durabilidade, a resistência química e a tolerância à temperatura do acoplamento, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações.

junta e anel de vedação em um acoplamento rápido
junta e anel de vedação em um acoplamento rápido

Materiais comuns para anéis de vedação

Anel de vedação NBR
Anéis de vedação de borracha nitrílica (NBR)

1.Borracha nitrílica (NBR)

Borracha nitrílica (NBR), também conhecida como Buna-N ou borracha de acrilonitrila butadieno, é um copolímero de borracha sintética de acrilonitrila (ACN) e butadieno. É conhecido por sua excelente resistência a óleos, combustíveis e outros produtos químicos, tornando-o um material popular em diversas aplicações industriais.

Propriedades da borracha nitrílica (NBR)

  • Resistência a óleos e produtos químicos: O NBR é altamente resistente a óleos e combustíveis à base de petróleo, bem como a muitos outros produtos químicos. Isto o torna ideal para aplicações que envolvem exposição a tais substâncias.
  • Faixa de temperatura: O NBR normalmente pode operar em uma faixa de temperatura de -40°C a 120°C (-40°F a 248°F). Algumas classes especializadas podem suportar temperaturas ainda mais altas.
  • Resistência à Abrasão: O NBR possui boa resistência à abrasão, o que contribui para sua durabilidade em aplicações exigentes.
  • Flexibilidade e Resiliência: Apesar de sua força e resistência, o NBR mantém um bom nível de flexibilidade e resiliência, o que é essencial para aplicações de vedação.
  • Resistência à água: O NBR também oferece boa resistência à água, o que o torna útil em diversas aplicações de vedação e gaxetas.

Borracha Nitrílica (NBR) em engates rápidos

A borracha nitrílica (NBR) é o material de vedação usado na maioria dos acoplamentos rápidos. O fluido que passa pela maioria dos acoplamentos rápidos hidráulicos é o óleo hidráulico. Borracha nitrílica pode ser usada nessas aplicações. Comparada com outros materiais de vedação, a borracha nitrílica é relativamente barata e tem melhor resistência ao desgaste. Portanto, a borracha nitrílica é a primeira escolha para a maioria dos materiais de vedação de acoplamento rápido. A maioria dos acoplamentos rápidos, quando os clientes não têm requisitos especiais, quase todos usam vedações de nitrila como padrão.

Variações e notas

O NBR pode ser formulado em diferentes graus para atender aplicações específicas. Variações no teor de acrilonitrila podem ajustar o equilíbrio entre resistência ao óleo e flexibilidade. Um teor mais elevado de acrilonitrila aumenta a resistência ao óleo, mas reduz a flexibilidade, enquanto um teor mais baixo de acrilonitrila aumenta a flexibilidade, mas diminui a resistência ao óleo.

Limitações da NBR

Embora o NBR tenha muitas propriedades vantajosas, ele também apresenta algumas limitações:

  • Resistência ao ozônio e aos raios UV: O NBR não é inerentemente resistente ao ozônio e à luz UV, o que pode causar sua degradação com o tempo quando exposto a ambientes externos. Para acoplamentos rápidos, isso geralmente não é um grande problema. Porque o anel de vedação geralmente é instalado dentro do acoplamento rápido. Mas isso apresenta alguns requisitos para a preservação dos anéis de vedação. Não armazene o selo em uma área facilmente exposta à luz solar direta. Ao mesmo tempo, para equipamentos hidráulicos utilizados ao ar livre. Quando o acoplamento rápido é desconectado, é melhor proteger o conector rápido com uma tampa contra poeira. Também possui um certo grau de proteção para o selo.
  • Temperaturas extremas: Embora tenha uma boa faixa de temperatura, o NBR não é adequado para temperaturas extremamente altas ou baixas em comparação com alguns outros elastômeros como silicone ou fluorocarbono. A temperatura é um fator particularmente importante na seleção de diferentes materiais de vedação para conectores rápidos. Quando a temperatura operacional excede 100°C, geralmente usamos FKM para substituir materiais NBR.

A borracha nitrílica (NBR) é um material versátil e confiável amplamente utilizado em indústrias onde a resistência a óleos, combustíveis e produtos químicos é crucial. Seu equilíbrio de propriedades o torna a escolha ideal para a maioria dos acoplamentos rápidos usados ​​em muitas indústrias. Ao compreender seus pontos fortes e limitações, você poderá avaliar melhor por que o NBR é uma escolha tão popular para vedações, juntas, mangueiras e muito mais.

Anel de vedação FKM
Anel de vedação FKM

2.Viton® (FKM)

FKM é um tipo de borracha sintética conhecida como fluoroelastômero. Este material é caracterizado pela sua alta resistência a produtos químicos, calor e óleos, tornando-o adequado para aplicações exigentes. Viton® é uma marca da FKM, produzida especificamente pela DuPont (agora sob Chemours). É uma das marcas de fluoroelastômeros mais reconhecidas e amplamente utilizadas.

Propriedades do FKM

  • Resistência Química: Excelente resistência a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo hidrocarbonetos, ácidos, álcalis e solventes. Na maioria dos acoplamentos rápidos de aço inoxidável, geralmente escolhemos vedações FKM. Porque os engates rápidos de aço inoxidável são normalmente usados ​​em aplicações onde são transportados líquidos corrosivos. FKM é resistente à corrosão para a maioria dos líquidos químicos. Na maioria dos casos, os clientes não sofrerão vazamentos devido à compra do material de vedação errado para conectores rápidos.
  • Faixa de temperatura: Capaz de suportar temperaturas de -20°C a 200°C (-4°F a 392°F) e, em algumas formulações, até mais altas. Normalmente, quando a temperatura real de trabalho dos acoplamentos rápidos excede 100°C, recomendamos aos clientes o uso de vedações de material FKM. Por exemplo, para alguns acoplamentos rápidos de ferramentas hidráulicas de alta pressão, ajudaremos os clientes a substituir as vedações NBR originais por FKM. e, para engates rápidos utilizados na indústria de esterilização a vapor, iremos substituí-los por vedações FKM.
  • Durabilidade: Alta resistência ao ozônio, intempéries e envelhecimento, o que aumenta sua longevidade em ambientes agressivos. Comparado com o NBR, o FKM tem um desempenho mais estável. Portanto, em algumas aplicações, os clientes preferem usar o FKM.
  • Propriedades Mecânicas: Boa resistência mecânica e flexibilidade, mantendo o desempenho sob altas pressões e condições dinâmicas.

Aplicações de FKM em acoplamentos rápidos

  • Indústria automotiva para vedações, anéis de vedação e juntas.
  • Indústria aeroespacial para sistemas de combustível e sistemas hidráulicos.
  • Processamento químico para equipamentos que lidam com produtos químicos agressivos.
  • Indústria de petróleo e gás para vedação de componentes expostos ao petróleo bruto e outras substâncias agressivas.

Na maioria destas aplicações, as vedações FKM são utilizadas em conjunto com materiais de aço inoxidável, garantindo assim que os engates rápidos tenham um desempenho muito estável nestes ambientes agressivos.

Viton®

Viton® é uma marca da FKM, produzida especificamente pela DuPont (agora sob Chemours). É uma das marcas de fluoroelastômeros mais reconhecidas e amplamente utilizadas.

  • Garantia da marca: Como produto de marca, o Viton® é conhecido pela qualidade e desempenho consistentes, atendendo aos rigorosos padrões da indústria.
  • Compatibilidade Química:Viton® oferece resistência superior a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo combustíveis e ácidos agressivos.
  • Estabilidade de Temperatura: Pode operar efetivamente em temperaturas extremas, mantendo a elasticidade e as propriedades mecânicas.
  • Classes de Viton®: Viton® está disponível em várias classes adaptadas para aplicações específicas.
Anéis de vedação EPDM
Anéis de vedação EPDM

3.EPDM (monômero de etileno propileno dieno)

EPDM (Monômero de Etileno Propileno Dieno) é um tipo de borracha sintética amplamente utilizada em materiais de vedação devido às suas excelentes propriedades e versatilidade. O EPDM tem boa resistência à água e ao vapor e é adequado para a indústria alimentícia, pode entrar em contato com alimentos e não polui. Um grande número de nossos clientes é utilizado na indústria alimentícia e pode passar por água, vapor e outras aplicações.

Propriedades do EPDM

  • Resistência às intempéries e ao ozônio: O EPDM possui excelente resistência ao ozônio, raios UV e intempéries. Isto o torna altamente adequado para aplicações externas onde a exposição aos elementos é uma preocupação.
  • Faixa de temperatura:Ele pode operar efetivamente em uma faixa de temperatura de -50°C a 150°C (-58°F a 302°F), tornando-o adequado para ambientes de baixa e alta temperatura.
  • Resistência à água e ao vapor: O EPDM oferece excelente resistência à água e ao vapor, tornando-o ideal para aplicações envolvendo fluidos à base de água e sistemas de vapor.
  • Resistência Química: Possui boa resistência a uma variedade de produtos químicos, incluindo muitos ácidos, álcalis e solventes polares. No entanto, não é resistente a hidrocarbonetos, óleos e combustíveis.
  • Flexibilidade e elasticidade: O EPDM é conhecido por sua excelente flexibilidade e elasticidade, o que ajuda a manter uma vedação confiável sob diversas tensões e movimentos mecânicos.
  • Isolamento Elétrico: EPDM é um bom isolante elétrico, que pode ser vantajoso em aplicações que requerem materiais não condutores.

Aplicações de EPDM em acoplamentos rápidos

  • Sistemas HVAC: É comumente utilizado em sistemas HVAC para vedação de dutos e como material de isolamento, graças à sua tolerância à temperatura e resistência ao vapor e à água. Os engates rápidos utilizados em condicionadores de ar costumam utilizar este material de vedação – EPDM. Marcas nacionais como Midea e Gree utilizarão conectores rápidos contendo este material.
  • Indústria automotiva: O EPDM é usado para calafetagem, vedações e juntas em veículos devido à sua durabilidade e resistência a condições climáticas e temperaturas extremas. Diz-se que alguns conectores rápidos usados ​​em sistemas de drenagem de automóveis usam esse material. No entanto, este tipo de conector rápido geralmente não é processado com metal. Portanto, nunca tivemos contato com isso. O material deste conector rápido é plástico ou náilon. Isso está além da nossa capacidade de produção.
  • Sistemas de Água e Águas Residuais: As vedações EPDM são utilizadas em sistemas de encanamento e águas residuais devido à sua resistência à água e a vários agentes de limpeza. Alguns de nossos clientes do sudeste asiático usam conectores rápidos de latão ou aço inoxidável em seus sistemas domésticos de abastecimento de água e exigem esse tipo de material de vedação.
  • Aplicações Industriais: Em ambientes industriais, o EPDM é usado para vedações, juntas e mangueiras que precisam resistir à exposição à água, vapor e vários produtos químicos.

Vantagens do EPDM

  • Longevidade: As vedações de EPDM têm uma longa vida útil, mesmo sob condições ambientais adversas, devido à sua excelente resistência às intempéries e ao envelhecimento.
  • Econômico: O EPDM é geralmente mais acessível do que outros elastômeros de alto desempenho, oferecendo uma solução econômica para muitas aplicações de vedação.
  • Versatilidade: A ampla gama de propriedades do material o torna adequado para diversas aplicações em diferentes setores.

Limitações do EPDM

  • Sensibilidade a hidrocarbonetos: O EPDM não é resistente a hidrocarbonetos, óleos e combustíveis. Para aplicações envolvendo estas substâncias, outros materiais como NBR ou FKM seriam mais apropriados. Portanto, não usaremos EPDM como material de vedação padrão para acoplamentos rápidos comuns. Para a maioria dos acoplamentos rápidos de aço inoxidável, geralmente usamos FKM como material de vedação padrão. Somente quando os clientes souberem que o EPDM pode ser usado em seu ambiente, mudaremos para o material EPDM de acordo com as necessidades do cliente. Na verdade, em muitos cenários de aplicação, como vapor, água e outros ambientes, o EPDM tem melhor desempenho. Isto evita que os clientes utilizem conectores rápidos com vedações EPDM em ambientes inadequados. Relativamente falando, o FKM possui uma gama mais ampla de aplicações.
  • Resistência Mecânica: Embora o EPDM tenha boa flexibilidade e resiliência, pode não oferecer o mesmo nível de resistência mecânica que alguns outros elastômeros, o que pode ser levado em consideração em aplicações de alto estresse.

EPDM é um material de vedação altamente versátil e confiável, conhecido por sua excelente resistência a intempéries, ozônio, água e vapor. Sua ampla faixa de temperatura e resistência química (excluindo hidrocarbonetos) o tornam adequado para diversas aplicações, desde sistemas automotivos e HVAC até usos industriais e de construção. Na indústria de acoplamentos rápidos, porque os acoplamentos rápidos são facilmente utilizados pelos clientes em sistemas hidráulicos. Portanto, geralmente não usamos EPDM como material de vedação padrão para produtos de acoplamento rápido. Quando os clientes precisam utilizar este tipo de anel de vedação (EPDM), eles precisam nos enviar os requisitos. Na nossa loja online normalmente não é possível comprar engates rápidos equipados com este tipo de material de anel de vedação (EPDM). Se o conector rápido necessário precisar ser instalado em uma aplicação que passe por água ou vapor, o EPDM será um bom material de vedação substituto. Pode prolongar a vida útil.

Juntas de PTFE para acoplamentos rápidos
Juntas de PTFE para acoplamentos rápidos

PTFE (politetrafluoretileno)

O politetrafluoroetileno (PTFE) é um fluoropolímero sintético de alto desempenho amplamente conhecido por sua notável resistência química, propriedades antiaderentes e tolerância a altas temperaturas. Em acoplamentos rápidos, o PTFE é frequentemente usado para juntas. São utilizados em conjunto com anéis de vedação que seriam de material NBR ou FKM ou EPDM. Aqui está uma análise detalhada do PTFE:

Seal Ring

Propriedades do PTFE

  • Resistência Química: O PTFE é quase completamente inerte a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo ácidos, bases e solventes. Esta excepcional resistência química o torna ideal para uso em ambientes químicos agressivos.
  • Tolerância à temperatura: O PTFE pode suportar temperaturas que variam de -200°C a 260°C (-328°F a 500°F), tornando-o adequado para aplicações criogênicas e de alta temperatura.
  • Propriedades antiaderentes: O PTFE possui um coeficiente de atrito muito baixo, o que lhe confere excelentes propriedades antiaderentes. É por isso que o PTFE é frequentemente usado como revestimento para panelas e outras superfícies onde a aderência é indesejável.
  • Isolamento Elétrico: O PTFE é um excelente isolante elétrico, mantendo suas propriedades isolantes em uma ampla faixa de temperaturas e frequências.
  • Baixa absorção de água: O PTFE é altamente hidrofóbico, o que significa que repele a água e não absorve umidade. Isto o torna adequado para aplicações onde a resistência à água é crítica.
  • Propriedades Mecânicas: O PTFE possui boa resistência mecânica, embora seja mais macio do que alguns outros plásticos de engenharia. Pode ser reforçado com cargas como vidro ou carbono para melhorar suas propriedades mecânicas.

Vantagens do PTFE

  • Inércia: Sua inércia química torna o PTFE adequado para uso com quase todas as substâncias químicas.
  • Faixa de temperatura: A capacidade do PTFE de suportar temperaturas extremamente baixas e altas o torna versátil para muitos ambientes diferentes.
  • Baixo atrito: Suas propriedades antiaderentes resultam em baixo atrito, o que pode reduzir o desgaste e o consumo de energia nas peças móveis.
  • Isolamento Elétrico: As excelentes propriedades isolantes do PTFE o tornam valioso em aplicações elétricas e eletrônicas.
  • Hidrofobicidade: Sua resistência à absorção de água aumenta sua durabilidade em ambientes úmidos.

Limitações do PTFE

  • Resistência Mecânica: Embora o PTFE tenha boas propriedades mecânicas, é mais macio e mais sujeito à deformação sob carga do que alguns outros plásticos de engenharia.
  • Desgaste e fluência: O PTFE pode apresentar desgaste e fluência sob estresse mecânico, especialmente em temperaturas elevadas. O reforço com enchimentos pode atenuar isso até certo ponto.
  • Custo: O PTFE pode ser mais caro do que outros plásticos, o que pode ser levado em consideração em aplicações sensíveis ao custo.

O PTFE é um material versátil e altamente valioso, conhecido por sua excelente resistência química, tolerância à temperatura e propriedades antiaderentes. Suas características únicas o tornam indispensável em uma ampla gama de indústrias, desde processamento químico e isolamento elétrico até dispositivos médicos e processamento de alimentos. Em acoplamentos rápidos, normalmente utilizamos materiais de PTFE como juntas. Em seguida, utilize-os em conjunto com anéis de vedação feitos de outros materiais (NBR, FKM etc.). A junta é usada principalmente para garantir a vedação estática. Ou seja, para garantir a vedação no estado conectado. E pode evitar o deslocamento do anel de vedação durante o processo de conexão do conector rápido.

4. Borracha de silicone

A borracha de silicone é um elastômero sintético altamente versátil e amplamente utilizado, conhecido por sua excelente resistência à temperatura, flexibilidade e durabilidade. Oferece boa resistência a muitos produtos químicos, incluindo água, agentes oxidantes e alguns ácidos e álcalis. No entanto, não é adequado para uso com a maioria dos solventes, óleos e combustíveis concentrados. Portanto, a borracha de silicone geralmente não é usada em produtos de conexão rápida. No entanto, em alguns cenários de aplicação especiais, os clientes podem exigir que o material do anel de vedação que normalmente usamos seja substituído por esta borracha de silicone.

Biocompatibilidade

A borracha de silicone não é tóxica e é biocompatível, o que permite sua utilização em aplicações médicas e alimentícias. Esta é uma das razões pelas quais recebemos alguns pedidos de clientes para mudar para borracha de silicone. Porque na indústria alimentícia, embora o EPDM também possa entrar em contato com os alimentos, a borracha de silicone é obviamente mais segura para os alimentos. Alguns fabricantes de bebidas exigirão conectores rápidos personalizados usando vedações de borracha de silicone.

Escolhendo o material certo

A seleção do material apropriado para o anel de vedação envolve a consideração de vários fatores:

Compatibilidade Química

Certifique-se de que o material do anel de vedação seja compatível com os fluidos e produtos químicos aos quais será exposto. Isto evita a degradação e prolonga a vida útil do acoplamento.

Faixa de temperatura

Considere a faixa de temperatura operacional da aplicação. O material deve manter suas propriedades e desempenho dentro desta faixa.

Fatores Ambientais

Avalie as condições ambientais, como exposição à luz ultravioleta, ozônio e intempéries. Escolha um material que possa suportar esses fatores sem se deteriorar.

Propriedades mecânicas

Avalie os requisitos mecânicos, incluindo flexibilidade, dureza e conjunto de compressão. O material deve fornecer uma vedação confiável sob pressões e movimentos variados.

Conclusão

A maioria dos acoplamentos rápidos hidráulicos usa NBR como material do anel de vedação e PTFE como gaxeta. Geralmente são instalados juntos na ranhura dentro do acoplamento rápido. Quando o acoplamento rápido estiver conectado, o anel de vedação fornecerá a maior parte do trabalho de vedação. Uma vez conectada, a junta proporcionará mais trabalho de vedação. FKM é frequentemente usado como outra opção. Especialmente em engates rápidos de aço inoxidável ou latão, o engate rápido de latão ou aço inoxidável pode passar alguns fluidos diferentes (fora do óleo hidráulico). Ou a temperatura operacional pode ser superior a 100˚C. Portanto, FKM é o material de vedação padrão para se adaptar ao ambiente de uso. O EPDM é frequentemente instalado como material de vedação de acordo com os requisitos do cliente.

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