Modalità comuni di guasto del sigillo FFKM e come prevenirle

Un sigillo danneggiato deve sempre essere controllato prima di sostituirlo. Selezionare il sintomo più evidente per una diagnosi preliminare, poi verificarne la corrispondenza con la storia operativa e con la scanalatura.

Il set di compressione è una delle cause più comuni di perdite elastomeriche a lungo termine. Un O-ring si chiude perché è compresso tra due superfici e cerca continuamente di recuperare la sua forma. L’esposizione a calore e sostanze chimiche può ridurre tale recupero fino a quando la sezione trasversale rimane permanentemente appiattita.

Il FFKM offre una resistenza chimica estremamente elevata, ma non si deve presumere che un composto sia resistente a tutti i fluidi a tutte le temperature. L’incompatibilità può gonfiarsi, ammorbidirsi, indurirsi, restringersi o rompersi la guarnizione e ridurre la sua resistenza alla trazione.

Non specificare solo “acido”, “solvente” o “ammina”. La compatibilità dipende dall’esatta composizione chimica, dalla concentrazione, dalla miscela, dalla temperatura e dal tempo di esposizione.

Ogni formulazione di FFKM presenta dei limiti termici. Alcuni composti specializzati possono operare a temperature superiori ai 300°C, mentre altri sono ottimizzati per applicazioni a basse temperature in condizioni umide. Applicare una temperatura massima generica a tutti i composti di FFKM è un errore comune.

L’estrusione avviene quando la pressione spinge il sigillo in FFKM nella scanalatura tra i componenti di accoppiamento. Una volta che il materiale entra nella scanalatura, cicli ripetuti di pressione possono tagliarlo o strapparlo.

Durante il funzionamento a pressione elevata, il gas può diffondersi all'interno del FFKM. Se la pressione scende troppo rapidamente, il gas intrappolato si espande all'interno della guarnizione e si formano crepe interne, vesciche o fratture che assomigliano a quelle esplosive.

La resistenza chimica generale non significa che un composto sia resistente alla rapida decompressione del gas.

Il FFKM è noto per la sua resistenza alla temperatura piuttosto che per la sua flessibilità estrema a basse temperature. Con l’aumentare della temperatura, il recupero diventa più lento e il materiale potrebbe non rispondere abbastanza rapidamente alle variazioni di movimento o di pressione.

Le guarnizioni FFKM possono essere tagliate, graffiate, piegate, allungate o strette durante l’installazione. Un piccolo difetto può rimanere invisibile finché non viene applicata una pressione.

In alcune applicazioni è normale una leggera dilatazione, ma una dilatazione eccessiva riduce la sezione trasversale dell'O-ring e modifica la pressione all'interno della scanalatura. Le guarnizioni FFKM di grande diametro rendono la misura errata particolarmente costosa.

Una pressione eccessiva aumenta lo stress interno, la generazione di calore, la pressione di compressione, il rischio di riempimento delle scanalature e di estrusione. L’innalzamento chimico e l’espansione termica aggravano ulteriormente il problema.

Le barre di ripartenza, le valvole, i pistoni e le attrezzature rotanti introducono attrito e usura. La compatibilità dinamica dipende dall’intero sistema di interazione, non solo dalla resistenza chimica.

Per movimenti a basso attrito o ad alta velocità, un sigillo in PTFE con energia elastica può essere una soluzione migliore rispetto a un O-ring in FFKM.

Nel funzionamento a scorrimento, un O-ring può ruotare o stirarsi nella scanalatura invece di scivolare uniformemente. La torsione ripetuta crea un caratteristico pattern di danni a forma di spirale.

I radicali reattivi e gli ioni energetici possono attaccare la superficie di un FFKM, causando rugosità, perdita di peso, crepe, particelle, esposizione del riempitivo e perdita della forza di tenuta. L’ossigeno, il fluoro e il plasma del cloro possono produrre diversi meccanismi di degradazione.

Un FFKM ad alta temperatura non è automaticamente adatto alla presenza di vapore. Alcuni tipi sono formulati per resistere al vapore e all’acqua calda, mentre altri sono progettati principalmente per resistere a temperature elevate.

Le ammine possono essere problematiche per i FFKM, soprattutto a temperature elevate nelle applicazioni di dolcezza del gas, raffinazione, cattura del carbonio, produzione chimica e lavorazione farmaceutica.

Il FFKM con la temperatura più elevata non è automaticamente il materiale più resistente agli amini.

Il FFKM è ampiamente utilizzato nelle apparecchiature a vuoto, ma la formazione di un insieme di compressione, la contaminazione, gli errori nei solchi, i danni, la permeazione e la scarsa rigenerazione a basse temperature possono ancora impedire al sistema di raggiungere la pressione di base stabile.

Le diverse formulazioni di FFKM sono ottimizzate per affrontare diversi rischi di rottura. Un composto selezionato solo perché è “FFKM” potrebbe non funzionare bene in una specifica applicazione.

Non specificare solo “Materiale: FFKM.” Identificare il composto, la durezza, le dimensioni della guarnizione, la certificazione e i requisiti di prova esatti.

Il sigillo difettoso contiene prove preziose. Seguite un processo coerente prima di pulirlo, scartarlo o sostituirlo.

Verificare la conformità di tutti i requisiti prima di approvare un design di composto, formato o sigillatura. L'omissione di una sola condizione di processo può invalidare una selezione accurata altrimenti effettuata.

Modifichi il composto quando le prove indicano una discrepanza tra le prestazioni e la formulazione. Non utilizzare un cambiamento sostanziale per nascondere problemi hardware o di installazione.

Un cambiamento del profilo o della struttura di supporto può essere più efficace quando la pressione e il movimento dominano il difetto. La soluzione migliore può combinare un materiale più adatto con una geometria più adatta.

Il FFKM offre eccezionali caratteristiche di resistenza chimica e alle temperature, ma per garantire una tenuta affidabile è ancora necessario un corretto dimensionamento. Il composto più costoso non può compensare un’applicazione non corretta o dati di applicazione incompleti.

Per gli apparecchi critici, basate la valutazione dei guasti sul guarnizione effettivamente danneggiata, sulla storia operativa e sulla geometria della scanalatura prima di scegliere un materiale di ricambio.