Prispevek tesnilne tehnike k strokovnemu sejmu ISGATEC 2007

Malo opažen, a vendar odločilen.

TESNILNI ELEMENT

So pogosto majhni in nevidni in so zato premalo upoštevani. Za delovanje vozil, strojev, naprav in aparatov pa igrajo pomembno vlogo.

Agresivni materiali, ekstremne temperature, mehanske zahteve - tesnila so stalno izpostavljena najrazličnejšim obremenitvam.
Temu se pridružujejo še gradbenotehnično pogojeni vplivi in danosti, vedno strožja določila, pri onesnaževanju okolja in zahteve, zmanjšati proizvodne stroške.
V marsikaterih primerih je potrebno še dokazilo določenih dovoljenj, kot na primer KTW ali FDA.
Znotraj pretežno v tesnilni tehniki uporabljenih delovnih materialov h katerim spadajo termoplastični elastomeri, termoplasti, metalni tesnilni materiali, kombinirani materiali in kemijski tesnilni materiali, so te zahteve v preteklosti vodile k nepreglednemu številu kvalitet materialov. Medtem gre trend k preglednemu urejanju materialev, ta pa se uporablja preko širokega spektra lastnosti uporabe.
Tako kažejo fluorni kavčuki (FKM, FPM, Viton) dobro temperaturno obstojnost in obstojnost na različne medije. Iz fluorelastomera se izdelujejo npr. tesnila, radialno ustnično tesnilo, batno tesnilo in tesnilni obroč.
Perfluorelastomer, ki se prodaja pod imenom Kalrez, ima skoraj univerzalno kemjsko obstojnost, odlične visoko temperaturne lastnosti in visoko elastičnost. Tesnila in deli iz perfluorelastomera se pojavljajo v kemijskih in petrokemijskih napravah, v zračnih plovilih, farmacevtski in prehranjevalni industriji, polprevodnikih kot tudi pri pridobivanju plina in olja. Material je sicer relativno visoko cenjen, višja cena pa se pogosto zravna z znižanjem stroškov postopka.

V proizvodnji prehrambenih izdelkov in pijač kot farmacevtskih izdelkov igra delovni material EPDM (Ethylen-Propylen-Kautschuk) pomembno vlogo. Inovativni kompoziti se odlikujejo z dobro protivpojno obstojnostjo v vroči vodi, pari, polarno organskih topilih in oksidacijsko agresivnimi mediji, pa tudi po visoki obstojnosti v popolnoma razsoljeni in čisti (destilirani) vodi. Nevarnosti, ki nastanejo z rastjo mirkoorganizmov na tesnilih, ki se uporabljajo v živilski industriji in medicinski tehniki, se izničijo z mikrobiocidnimi kaučukovimi kompoziti.
Ti vsebujejo ekstremno netopen srebrn biocid brez vonja.

Visoko odlikovani umetni materiali so danes že tako razviti, da ponujajo delovne materiale, ki so zelo primerni za stikajoče se tesnilne sisteme, kot so npr. batna tesnila. Za izbiro najbolj primernih delovnih materialov je potrebno natančno definirati uporabo. K temu štejemo kompleten opis varnostnih (vstopnih) pogojev z navedbo vseh medijev, temperaturnih obremenitev, obremenitev pritiska kot tudi mehanskih in časovnih zahtev.

S konstruiranjem po meri se lahko optimirajo tako delovanje tesnil in zdržljivost, kot tudi montaža in procesni stroški. V pomoč k hitremu in stroškovno učinkovitem razvoju je metoda končnih elementov (FEM) s svojo obsežno zmožnostjo preračunavanja: Od konstruiranja novih tesnilnih oblik z istočasnim ugotavljanjem določanja njenih predvidenih lastnosti do optimiranja utorov (zarez), ponuja FEM visoko fleksibilnost pri reševanju tesnilnih problemov. Pri statičnih in dinamičnih površinskih tesnilih pridejo močno do izraza 1K in 2K tekoči tesnilni sistemi. Njihova prednost je v tem, da se prilagodijo skoraj vsaki obdelovalni geometriji in tudi pri tridimenzionalnem tesnilnem postopku. Ti omogočajo pri oblikovanju gradbenih delov visoko stopnjo svobode. Po drugi strani pa lahko aplikacijo dosežemo popolnoma avtomatsko z mešalno in dozirno napravo podprto preko CNC.

Tako imenovana metalna/jeklena tehnologija je tudi v porastu. Uporablja se, če gre za težje razmere oz. naloge, na področju gume, metala ali umetnih materialov, pri katerih se zahteva kompakten vgradni prostor, temperaturno obstojnost med - 40 in + 200°C, kot tudi kjer se zahteva visoka odpornost na različne medije, odpornost na staranje in odpornost na vremenske vplive. LSR (Liquid—Silikon-Rubber) je organski 2K-elastomer, ki se kot gumeni del privulkanizira direktno na delovne dele iz metala ali umetne materiale z visoko zmogljivostjo. Nasprotno drugim materialom kot EPDM, NBR ali FPM se ciklusni časi pri LSR brizganju razpolovijo. S tem se naredi močna povezava med tesnilom in delom, delovni korak vlaganja tesnila odveč in prepreči, da se tesnilni element izgubi, se pozabi pri montaži ali napačno vgradi.

Razvoj novih produktov in najmodernejša aplikacijska tehnika omogočata premaz elastomernih delov drsnih ležajev, na osnovi PTFE, silikona, silana in molibdensulfida (MoS2). Obleka, tanka kot las, za tesnilne obroče in dele izboljša njihove lastnosti. Tako premazi olajšajo montažo, reducirajo trenje in polnilno moč, preprečijo onesnaževanje pri montaži, izbojšajo izolacijo, zvišajo obrabno trdnost in kemijsko obstojnost. Avtomatizacija poteka montaže je s tem precej preprostejša in bolj zanesljiva.

Trend gre v smer kvalitete brez napak. Ker pa se ta s trenutnim postopkom proizvodnje tesnil in delov iz elastomerov ne da izvesti, se izdelki za napake še testirajo. In to vedno pogosteje avtomatsko, ker je ročna kontrola tesnil izredno monotono delo, pri katerem se ne more zagotoviti konstantnega nivoja kvalitete. Avtomatski kontrolni sistemi so zmožni izvesti 100% površinsko kontrolo pri O-obročih in kontrolirati precizno natančnost. Poleg standardnih postopkov so za kontrolo tesnilnih obročev na voljo tudi software rešitve za testiranje t.i. Frame Seals in Engineered seals.

ISGATEC mednarodni strokovni sejem za tesnilno tehniko ISGATEC pokriva celoten spekter tesnilne tehnike in ponuja v svojem strokovnem forumu odgovore na vprašanja iz vseh področij. Svetovno edini strokovni sejem za tesnila in polimertehniko kot za nadaljnjo predelavo bo od 27. do 29 marca 2007 paralelno s POWTECH in TechnoPharm v Nurnbergu. Več informacij na: www.isgatec.com.

vir: M + S Silicon

vir: Ten Cate Enbi GmbH

vir: Basler AG

vir: Klinger GmbH

vir: Ulmann Dichtungstechnik GmbH