Czego nie wytrzymują Oringi NBR ? Kiedy wybrać inny materiał ?

Oringi NBR należą do najpopularniejszych uszczelnień stosowanych w hydraulice, pneumatyce, motoryzacji oraz budowie maszyn. Kauczuk nitrylowy NBR bardzo dobrze sprawdza się w kontakcie z wieloma olejami mineralnymi, smarami, paliwami i płynami hydraulicznymi, dlatego w wielu standardowych aplikacjach jest rozwiązaniem skutecznym i ekonomicznym. Nie oznacza to jednak, że O-ringi NBR są odporne na każde medium i każde warunki pracy.

Ozon, promieniowanie UV, długotrwałe działanie czynników atmosferycznych, niektóre rozpuszczalniki, ketony, estry, silne kwasy czy płyny hamulcowe na bazie glikoli mogą powodować przyspieszone starzenie, pęcznienie, twardnienie lub uszkodzenie NBR. Takie ograniczenia wskazuje również aktualna specyfikacja Oringów NBR w ProPolimer.

Dlatego prawidłowy wybór O-ringu powinien zawsze uwzględniać nie tylko jego wymiar, ale przede wszystkim rodzaj medium, temperaturę, ciśnienie, warunki otoczenia oraz czas ekspozycji.

W tym poradniku wyjaśniamy, czego nie wytrzymują Oringi NBR, kiedy lepiej wybrać EPDM, FKM, HNBR, VMQ, PTFE lub FFKM oraz jak uniknąć kosztownej awarii wynikającej z niewłaściwego doboru materiału uszczelniającego.

NBR, czyli kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy, jest jednym z najczęściej stosowanych elastomerów do produkcji O-ringów.

Popularność materiału wynika przede wszystkim z bardzo dobrego połączenia właściwości mechanicznych, odporności na oleje oraz korzystnej ceny.

O-ringi NBR szczególnie dobrze sprawdzają się w kontakcie z olejami mineralnymi, smarami oraz wieloma płynami hydraulicznymi. Dlatego są powszechnie wykorzystywane w siłownikach, pompach, zaworach, rozdzielaczach, szybkozłączach, przekładniach, układach smarowania i wielu innych urządzeniach przemysłowych.

W ProPolimer dostępne są Oringi NBR w rozmiarach metrycznych i calowych oraz w różnych twardościach, dzięki czemu można dopasować uszczelnienie do wielu standardowych i specjalistycznych zastosowań.

➡️ Sprawdź ofertę Oringów NBR w ProPolimer

Nie.

To jeden z najczęstszych błędów podczas doboru O-ringów. Skoro NBR dobrze sprawdza się w hydraulice i w kontakcie z olejem, czasami zakłada się, że jest materiałem uniwersalnym również dla innych substancji.

W rzeczywistości każdy elastomer ma określony zakres odporności chemicznej i temperaturowej.

Kontakt z nieodpowiednim medium może spowodować zmianę właściwości O-ringu. Uszczelnienie może zwiększyć objętość, zmięknąć, skurczyć się, stwardnieć, stracić elastyczność albo zacząć pękać.

W rezultacie niewielki O-ring, którego koszt stanowi tylko niewielką część wartości maszyny, może stać się przyczyną wycieku, przestoju urządzenia lub znacznie poważniejszej awarii.

Najważniejsze ograniczenia standardowych O-ringów NBR dotyczą warunków atmosferycznych, ozonu i promieniowania UV, wysokiej temperatury oraz kontaktu z określonymi grupami substancji chemicznych. Trelleborg wskazuje również, że NBR nie jest zalecany między innymi do ketonów, estrów i chlorowanych węglowodorów.

NBR ma ograniczoną odporność na ozon.

Ozon może powodować starzenie elastomeru oraz powstawanie charakterystycznych mikropęknięć na jego powierzchni.

Problem jest szczególnie istotny w urządzeniach pracujących na zewnątrz oraz w miejscach, w których uszczelnienie przez długi czas jest wystawione na działanie powietrza i warunków atmosferycznych.

Jeżeli O-ring ma być stale narażony na ozon, zwykle lepszym wyborem będzie materiał o większej odporności atmosferycznej, np. EPDM lub FKM.

EPDM charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na ozon, starzenie i warunki atmosferyczne.

Długotrwałe działanie promieniowania słonecznego może prowadzić do degradacji NBR.

Z tego względu standardowe O-ringi NBR nie są optymalnym wyborem do elementów stale pracujących na zewnątrz i wystawionych na bezpośrednie działanie promieniowania UV.

Materiał może stopniowo tracić elastyczność, twardnieć i pękać.

Jeżeli uszczelnienie będzie stale narażone na promieniowanie słoneczne, warto rozważyć zastosowanie EPDM, FKM lub VMQ, zależnie od medium i temperatury.

Deszcz, zmiany temperatury, tlen, ozon i promieniowanie UV przyspieszają proces starzenia wielu elastomerów.

NBR został przede wszystkim zoptymalizowany pod kątem kontaktu z olejami i paliwami, a nie długotrwałej ekspozycji atmosferycznej.

Dlatego do uszczelnień zewnętrznych często korzystniejszym rozwiązaniem jest EPDM, który wykazuje bardzo dobrą odporność na pogodę, ozon oraz starzenie.

Temperatura jest jednym z najważniejszych parametrów przy doborze O-ringu.

Aktualna oferta ProPolimer dla NBR podaje zakres temperatury pracy do około +120°C, natomiast materiały techniczne Trelleborg wskazują dla typowego NBR około +100°C w pracy długotrwałej i do około +120°C krótkotrwale. Dokładna wartość zależy od konkretnej mieszanki i warunków pracy.

Wysoka temperatura przyspiesza starzenie gumy. NBR może stopniowo twardnieć, tracić elastyczność oraz zdolność do kompensowania nierówności powierzchni uszczelniających.

Jeżeli O-ring ma stale pracować w wysokiej temperaturze, lepszym wyborem może być HNBR lub FKM.

W materiałach technicznych Trelleborg HNBR jest wskazywany między innymi do pracy z olejami i smarami syntetycznymi w wyższych temperaturach, natomiast FKM może być stosowany w środowisku olejów, paliw i bardziej agresywnych mediów przy znacznie wyższych temperaturach niż standardowy NBR.

To bardzo ważne ograniczenie.

Standardowych Oringów NBR nie należy automatycznie stosować z płynami hamulcowymi na bazie glikolu.

Do takich zastosowań znacznie częściej wykorzystuje się EPDM, który wykazuje dobrą odporność na płyny hamulcowe na bazie glikoli.

Zastosowanie niewłaściwego materiału może prowadzić do pęcznienia O-ringu, jego zmiękczenia albo zmiany wymiarów, co jest szczególnie niebezpieczne w układach hamulcowych.

NBR nie jest zalecany do wielu ketonów.

Przykładem tej grupy substancji jest aceton.

Kontakt z niekompatybilnym ketonem może powodować silne pęcznienie, zmiękczenie oraz degradację elastomeru. NBR nie powinien być więc traktowany jako uniwersalny materiał do instalacji chemicznych tylko dlatego, że dobrze sprawdza się w olejach.

W zależności od konkretnego medium alternatywą może być EPDM, FKM, PTFE lub FFKM.

Zawsze należy jednak sprawdzić kompatybilność z dokładnie określoną substancją, jej stężeniem i temperaturą.

Estry są kolejną grupą substancji, przy których standardowy NBR może mieć niewystarczającą odporność.

Problem ma znaczenie między innymi w przypadku niektórych specjalistycznych olejów, płynów hydraulicznych, środków smarnych i substancji chemicznych.

Dlatego samo określenie „olej” lub „smar” nie zawsze wystarczy do prawidłowego doboru uszczelnienia.

Jeżeli medium zawiera estry albo jest na nich oparte, należy sprawdzić jego dokładny skład przed zastosowaniem O-ringu NBR.

NBR nie jest materiałem przeznaczonym do uniwersalnej pracy z silnymi kwasami i agresywnymi chemikaliami.

W instalacjach chemicznych znacznie większe znaczenie ma dokładny skład medium, stężenie oraz temperatura.

W przypadku bardzo agresywnego środowiska można rozważyć między innymi PTFE lub FFKM, które są wykorzystywane w aplikacjach wymagających bardzo szerokiej odporności chemicznej. Trelleborg wskazuje PTFE i FFKM jako materiały do zastosowań z agresywnymi mediami i bardzo szerokim zakresem chemicznym.

Standardowy NBR nie jest również zalecany do wielu chlorowanych węglowodorów.

Takie substancje mogą powodować zmianę objętości elastomeru i pogorszenie jego właściwości mechanicznych.

Jeżeli uszczelnienie ma mieć kontakt z rozpuszczalnikiem lub nietypową substancją chemiczną, przed zamówieniem warto znać jej dokładną nazwę chemiczną.

Określenia typu „płyn czyszczący”, „rozpuszczalnik” czy „chemia przemysłowa” są zbyt ogólne, aby prawidłowo dobrać materiał O-ringu.

EPDM jest bardzo dobrym rozwiązaniem, gdy największym problemem dla uszczelnienia są warunki atmosferyczne, ozon, promieniowanie UV, gorąca woda, para lub płyny na bazie glikolu.

Materiał ten jest szeroko stosowany między innymi w instalacjach wodnych, układach chłodzenia, zastosowaniach zewnętrznych i niektórych układach hamulcowych. Trelleborg wskazuje jego bardzo dobrą odporność na ozon i starzenie, a także zastosowanie z płynami hamulcowymi na bazie glikolu.

EPDM ma jednak istotne ograniczenie: nie jest dobrym materiałem do olejów mineralnych, paliw i wielu produktów ropopochodnych.

Dlatego EPDM nie należy traktować jako „lepszego NBR”. Są to materiały przeznaczone do innych środowisk.

FKM jest dobrym wyborem, kiedy O-ring musi pracować z olejami lub paliwami w znacznie wyższej temperaturze albo w bardziej wymagającym środowisku chemicznym.

FKM charakteryzuje się również bardzo dobrą odpornością na ozon i starzenie. Trelleborg wymienia FKM jako materiał odpowiedni do olejów i wysokich temperatur oraz wskazuje na jego znacznie szerszy zakres temperaturowy niż dla standardowego NBR.

Przykładowe zastosowania to układy paliwowe, gorące oleje, przemysł chemiczny, silniki, urządzenia przemysłowe oraz aplikacje, w których zwykły NBR starzeje się zbyt szybko.

FKM jest jednak droższy od NBR, dlatego w standardowej hydraulice pracującej z olejem mineralnym zastosowanie fluorokauczuku nie zawsze jest ekonomicznie uzasadnione.

HNBR można traktować jako materiał przeznaczony do bardziej wymagających zastosowań niż standardowy NBR, szczególnie tam, gdzie nadal potrzebna jest dobra odporność na oleje, ale jednocześnie występuje wyższa temperatura i większe wymagania dotyczące starzenia.

Trelleborg podaje HNBR jako materiał odpowiedni m.in. do olejów i smarów syntetycznych oraz do wyższej temperatury pracy niż zwykły NBR.

HNBR może być więc dobrym rozwiązaniem w motoryzacji, hydraulice, urządzeniach przemysłowych i aplikacjach olejowych, w których standardowy NBR znajduje się już na granicy swoich możliwości.

Oringi VMQ, czyli silikonowe, są szczególnie interesujące tam, gdzie występują bardzo niskie lub wysokie temperatury oraz wymagane są dobre właściwości w kontakcie z ozonem i promieniowaniem UV.

Trelleborg wskazuje bardzo dobrą odporność silikonu na pogodę, ozon i UV oraz szerokie możliwości temperaturowe.

VMQ nie należy jednak automatycznie stosować jako zamiennika NBR w hydraulice czy instalacjach paliwowych. Dobór zawsze powinien wynikać z rzeczywistych warunków pracy.

Jeżeli uszczelnienie ma pracować z wyjątkowo agresywnymi chemikaliami albo w bardzo wymagających warunkach temperatury i czystości procesowej, standardowe elastomery mogą okazać się niewystarczające.

W takich przypadkach stosuje się między innymi PTFE oraz FFKM.

PTFE charakteryzuje się bardzo szeroką odpornością chemiczną i stosowany jest w wymagających procesach przemysłowych. FFKM łączy natomiast właściwości elastycznego uszczelnienia z bardzo szeroką odpornością na agresywne media.

Są to jednak rozwiązania specjalistyczne i zdecydowanie droższe od NBR. Dlatego należy stosować je tam, gdzie warunki pracy rzeczywiście tego wymagają.

Nie istnieje jeden materiał najlepszy do wszystkich zastosowań. NBR może być doskonałym wyborem do oleju, a jednocześnie niewłaściwym materiałem do tej samej maszyny, jeżeli inne uszczelnienie ma kontakt z glikolem, parą albo agresywnym środkiem chemicznym.

Problemy z kompatybilnością materiałową często można zauważyć podczas demontażu uszczelnienia.

O-ring może być wyraźnie większy niż przed montażem, bardzo miękki, spłaszczony, twardy, kruchy lub pokryty drobnymi pęknięciami.

Takie objawy nie zawsze oznaczają wadę O-ringu.

Bardzo często są wynikiem nieprawidłowego doboru materiału do temperatury, medium lub warunków pracy.

Przykładowo pęknięcia na powierzchni mogą wskazywać na działanie ozonu lub starzenie termiczne, natomiast silne pęcznienie może sugerować brak kompatybilności chemicznej z medium.

Przed zakupem uszczelnienia warto określić przynajmniej: dokładne medium, minimalną i maksymalną temperaturę, ciśnienie, rodzaj pracy oraz wymagany wymiar O-ringu.

Szczególnie ważna jest dokładna nazwa medium.

Informacja „olej”, „płyn hydrauliczny” czy „środek czyszczący” może być niewystarczająca, ponieważ produkty należące do tej samej grupy mogą mieć zupełnie inny skład chemiczny.

Przy bardziej wymagających aplikacjach warto również znać stężenie substancji oraz czas kontaktu z uszczelnieniem.

Tak.

Fakt, że NBR ma swoje ograniczenia, nie oznacza, że jest materiałem gorszym od FKM, EPDM czy FFKM.

Wręcz przeciwnie — jeżeli medium i temperatura są odpowiednie, Oringi NBR należą do najbardziej praktycznych i ekonomicznych uszczelnień przemysłowych.

Nie ma uzasadnienia, aby w standardowej instalacji olejowej automatycznie stosować znacznie droższy materiał, jeżeli odpowiednio dobrany NBR zapewnia wymagane parametry.

Kluczowe jest więc nie pytanie: „jaki materiał jest najlepszy?”, lecz:

„jaki materiał jest najlepszy dla konkretnego medium i konkretnych warunków pracy?”

W ProPolimer dostępna jest szeroka oferta Oringów NBR w rozmiarach metrycznych i calowych oraz różnych wariantach twardości. Aktualna kategoria produktowa obejmuje m.in. rozwiązania przeznaczone do hydrauliki, pneumatyki oraz kontaktu z wieloma olejami, smarami i produktami ropopochodnymi.

➡️ Sprawdź ofertę Oringów NBR w ProPolimer

Jeżeli uszczelnienie będzie pracowało z typowym olejem mineralnym, smarem lub płynem hydraulicznym, O-ring NBR często będzie bardzo dobrym i ekonomicznym rozwiązaniem.

W przypadku wysokiej temperatury, ozonu, promieniowania UV, płynu hamulcowego, pary albo agresywnej substancji chemicznej warto natomiast przeanalizować zastosowanie innego elastomeru.

Oringi NBR są szczególnie cenione za odporność na oleje, smary, wiele paliw i płynów hydraulicznych, dlatego są jednym z podstawowych materiałów uszczelniających w hydraulice, pneumatyce, motoryzacji oraz przemyśle maszynowym.

NBR ma jednak swoje ograniczenia.

Standardowe O-ringi NBR nie są najlepszym rozwiązaniem przy długotrwałym działaniu ozonu, UV i warunków atmosferycznych, a także w kontakcie z płynami hamulcowymi na bazie glikoli, wieloma ketonami, estrami, chlorowanymi węglowodorami i częścią agresywnych chemikaliów.

W takich warunkach warto rozważyć EPDM, FKM, HNBR, VMQ, PTFE lub FFKM, zawsze dobierając materiał do dokładnego medium i temperatury.

Najważniejsza zasada jest prosta: nie wybieraj O-ringu wyłącznie na podstawie wymiaru i ceny. Prawidłowo dobrany materiał jest równie ważny jak średnica i przekrój uszczelnienia.

➡️ Zobacz Oringi NBR dostępne w ProPolimer

Tak. Oringi NBR wykazują bardzo dobrą odporność na wiele olejów mineralnych, smarów i płynów hydraulicznych, dlatego są powszechnie stosowane w hydraulice oraz przemyśle maszynowym.

Standardowy NBR ma ograniczoną odporność na ozon. Do zastosowań narażonych na ozon i warunki atmosferyczne warto rozważyć przede wszystkim EPDM lub FKM.

Można je spotkać w takich aplikacjach, jednak długotrwałe działanie UV, ozonu i warunków atmosferycznych przyspiesza starzenie NBR. Jeżeli uszczelnienie będzie stale eksponowane na środowisko zewnętrzne, EPDM może być korzystniejszym rozwiązaniem.

Standardowego NBR nie należy automatycznie stosować z płynami hamulcowymi na bazie glikoli. W takich zastosowaniach powszechnie wykorzystuje się EPDM.

Aceton należy do ketonów, a standardowy NBR nie jest materiałem zalecanym do wielu substancji z tej grupy. Należy dobrać materiał na podstawie dokładnej substancji, temperatury i stężenia.

W zależności od medium warto rozważyć przede wszystkim HNBR lub FKM. W bardziej specjalistycznych zastosowaniach stosowane są również VMQ, PTFE i FFKM.

Żaden z nich nie jest uniwersalnie lepszy. NBR jest szczególnie dobry do olejów i smarów, natomiast EPDM sprawdza się lepiej przy ozonie, warunkach atmosferycznych, wodzie oraz płynach na bazie glikoli.

Oringi NBR można kupić w ProPolimer, gdzie dostępny jest szeroki wybór wymiarów metrycznych i calowych oraz różnych twardości.

➡️ Oringi NBR – sprawdź ofertę ProPolimer