Het juiste elastomeer voor een mechanical seal voor industriële toepassingen kies je op basis van drie factoren: het medium dat wordt afgedicht, de bedrijfstemperatuur en de druk in het systeem. Voor de meeste waterige toepassingen volstaat NBR of EPDM, terwijl agressieve chemicaliën of hoge temperaturen vragen om FKM of zelfs FFKM. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over elastomeerselectie, zodat je snel de juiste keuze maakt.
Welke elastomeren worden het meest gebruikt in mechanical seals?
De meest gebruikte elastomeren in mechanical seals zijn NBR (nitrilrubber), EPDM (ethyleen-propyleen-dieen-rubber) en FKM (fluorelastomeer, ook bekend als Viton). Deze drie materialen dekken samen het grootste deel van de industriële toepassingen af. Daarnaast worden PTFE en FFKM ingezet voor bijzonder veeleisende omstandigheden.
Elk van deze materialen heeft een eigen chemische samenstelling die bepaalt waartegen het bestand is. NBR is het meest gangbare materiaal en werkt goed in combinatie met oliën en brandstoffen. EPDM is de standaardkeuze voor waterige media en stoom. FKM biedt brede chemische bestendigheid en verdraagt hogere temperaturen. PTFE wordt vaak gebruikt als secundaire afdichting vanwege zijn nagenoeg universele chemische bestendigheid, maar is minder elastisch dan de andere materialen.
Welke invloed heeft het medium op de keuze van het elastomeer?
Het medium dat door de pomp stroomt, is de belangrijkste factor bij de keuze van het afdichtingsmateriaal. Een elastomeer dat in contact komt met een ongeschikt medium zwelt op, verliest elasticiteit of breekt af, wat leidt tot lekkage en pompstilstand. De chemische samenstelling van het medium bepaalt welk O-ringmateriaal voor de mechanical seal geschikt is.
Enkele praktische richtlijnen:
- Minerale oliën en brandstoffen: NBR is hier de standaardkeuze vanwege zijn goede oliebestendigheid.
- Water, stoom en verdunde zuren: EPDM presteert hier het best en is bestand tegen veel waterige oplossingen.
- Geconcentreerde zuren, oplosmiddelen en agressieve chemicaliën: FKM of FFKM biedt de benodigde chemische weerstand.
- Levensmiddelen en farmaceutische producten: Kies voor FDA-gecertificeerde varianten van EPDM of FKM om aan hygiënenormen te voldoen.
Controleer altijd de volledige samenstelling van het medium, inclusief eventuele reinigingsmiddelen of additieven die door het systeem stromen. Een medium dat op het eerste gezicht onschuldig lijkt, kan bij hogere concentraties of temperaturen toch agressief zijn voor een bepaald elastomeer.
Wat is het verschil tussen NBR, EPDM en FKM?
NBR, EPDM en FKM verschillen van elkaar in chemische bestendigheid, temperatuurbereik en toepassingsgebied. NBR is oliebestendig maar niet geschikt voor waterige media. EPDM is juist uitstekend bestand tegen water en stoom, maar slecht bestand tegen oliën. FKM combineert brede chemische bestendigheid met een hoog temperatuurbereik, maar is duurder dan de andere twee.
NBR: sterk in oliën, zwak in water
NBR (nitrilrubber) is het meest betaalbare en meest toegepaste elastomeer in mechanical seals. Het materiaal is bestand tegen minerale oliën, vetten en brandstoffen. De temperatuurgrens ligt doorgaans tussen -30°C en +100°C. NBR is niet geschikt voor gebruik met stoom, ketonen of geconcentreerde zuren.
EPDM: ideaal voor waterige en stoomtoepassingen
EPDM is de juiste keuze voor pompen die water, stoom, verdunde zuren of alkalische oplossingen verwerken. Het materiaal verdraagt temperaturen tot ongeveer +150°C en is bestand tegen UV-straling en ozon. Het grote nadeel van EPDM is dat het snel degradeert bij contact met minerale oliën of brandstoffen.
FKM: breed inzetbaar bij hoge temperaturen en chemicaliën
FKM (fluorelastomeer) biedt de beste combinatie van chemische bestendigheid en temperatuurweerstand van de drie gangbare materialen. Het werkt goed met oplosmiddelen, zuren, brandstoffen en aromatische koolwaterstoffen. De temperatuurgrens ligt bij de meeste FKM-varianten rond de +200°C. FKM is duurder dan NBR en EPDM, maar rechtvaardigt die investering in veeleisende toepassingen.
Welke temperatuurlimieten gelden voor elastomeren in mechanical seals?
Elk elastomeer heeft een maximale bedrijfstemperatuur waarboven het materiaal verhardt, scheurt of zijn afdichtende werking verliest. Voor NBR ligt die grens rond +100°C, voor EPDM rond +150°C, voor FKM rond +200°C en voor FFKM tot wel +300°C. Onderschatting van de bedrijfstemperatuur is een veelvoorkomende oorzaak van vroegtijdig falen van mechanical seals.
Houd ook rekening met de minimumtemperatuur. NBR wordt bij lage temperaturen stijf en verliest elasticiteit, wat problemen geeft bij koude starts. EPDM en FKM presteren beter bij lage temperaturen. Wanneer een systeem grote temperatuurschommelingen kent, is het verstandig om een elastomeer te kiezen met een breed werkzaam temperatuurbereik, zoals FKM.
Vergeet ook niet dat de temperatuur aan het afdichtingsvlak hoger kan zijn dan de bulktemperatuur van het medium, zeker bij hogere drukken of bij onvoldoende koeling van de seal.
Wanneer is FFKM de juiste keuze voor een mechanical seal?
FFKM (perfluorelastomeer) is de juiste keuze wanneer andere elastomeren falen door extreme chemische agressiviteit, zeer hoge temperaturen of een combinatie van beide. FFKM biedt nagenoeg universele chemische bestendigheid en verdraagt temperaturen tot +300°C. Het materiaal is aanzienlijk duurder dan FKM, maar in kritische processen weegt de betrouwbaarheid op tegen de hogere materiaalkosten.
Typische toepassingen waarbij FFKM de voorkeur verdient:
- Sterke oxiderende zuren zoals salpeterzuur of zwavelzuur bij hoge concentraties
- Stoomtoepassingen boven +200°C
- Farmaceutische processen waarbij reinigingsprocedures met agressieve middelen plaatsvinden
- Chemische processen met wisselende media waarbij één elastomeer meerdere stoffen moet weerstaan
Overweeg FFKM ook wanneer ongeplande stilstand door seal-falen hoge kosten met zich meebrengt. In dat geval is de hogere aanschafprijs van FFKM snel terugverdiend.
Hoe controleer je of een elastomeer geschikt is voor jouw toepassing?
Je controleert de geschiktheid van een elastomeer door drie stappen te doorlopen: bepaal het medium en de concentratie, stel de bedrijfstemperatuur en druk vast, en raadpleeg vervolgens een chemische bestendigheidstabel of vraag advies aan een specialist. Combineer deze informatie altijd, want een elastomeer dat bestand is tegen het medium kan alsnog falen bij een te hoge temperatuur.
Praktische stappen om de juiste keuze te maken:
- Inventariseer het medium volledig: Noteer niet alleen de hoofdstof, maar ook additieven, reinigingsmiddelen en eventuele bijproducten van het proces.
- Bepaal de temperatuurrange: Kijk naar zowel de maximale bedrijfstemperatuur als de minimumtemperatuur bij koude starts.
- Controleer de druk: Hogere drukken stellen extra eisen aan de elasticiteit en hardheid van het elastomeer.
- Raadpleeg een bestendigheidstabel: Fabrikanten en leveranciers publiceren tabellen waarin per medium en temperatuur de geschiktheid van elk elastomeer staat aangegeven.
- Overweeg certificeringseisen: Voor voedingsmiddelen of farmaceutische toepassingen zijn FDA of EC1935/2004-gecertificeerde materialen vereist.
Twijfel je na deze stappen nog steeds, dan is het verstandig om een proefopstelling te doen of een monster van het elastomeer te testen in het werkelijke medium voordat je de keuze definitief maakt.
Hoe wij helpen bij het kiezen van het juiste afdichtingsmateriaal
Bij Qseals helpen we je dagelijks bij het selecteren van het juiste elastomeer voor jouw mechanical seal. Met meer dan 20 jaar ervaring in industriële afdichtingen kennen we de valkuilen en weten we welk materiaal in welke situatie het beste presteert. We bieden:
- Persoonlijk advies op basis van jouw medium, temperatuur en druk
- Een voorraad van meer dan 200.000 producten, inclusief NBR, EPDM, FKM en FFKM-varianten
- FDA en EC1935/2004-gecertificeerde elastomeren voor de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie
- Revisie en modificatie van mechanical seals wanneer een standaard oplossing niet volstaat
- Eerlijk en rechtdoorzee advies, ook als dat betekent dat reviseren slimmer is dan nieuw aanschaffen
Wil je zeker weten dat je het juiste elastomeer kiest voor jouw toepassing? Neem contact met ons op en we denken graag met je mee.
