انتخاب متریال مناسب برای کاسهنمد همیشه یکی از تصمیمهای کلیدی در طراحی و نگهداری سیستمهای صنعتی است.
دو متریال پرکاربرد اما با رفتار شیمیایی و عملکردی متفاوت FKM (شناختهشده با نام تجاری Viton) و EPDM هستند.
هرکدام ویژگیها، محدودیتها و سناریوهای استفاده کاملاً متفاوتی دارند و اشتباه در انتخاب، میتواند به نشتی سریع، توقف دستگاه و حتی خرابیهای پرهزینه منجر شود.
۱. معرفی مختصر متریالها
۱.۱ FKM (Fluoroelastomer)
- خانوادهای از الاستومرهای فلورینه با مقاومت شیمیایی و حرارتی بسیار بالا
- تحمل دمای پیوسته تا حدود ۲۰۰°C و لحظهای تا ۲۵۰°C
- مقاومت عالی در برابر روغن، سوخت، حلالها و مواد شیمیایی غیرقطبی
- برند شناختهشده: Viton
۱.۲ EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer)
- الاستومر سنتزی با ساختار اشباع و مقاومت عالی در برابر آب، بخار و مواد شیمیایی قطبی (اسید و قلیا)
- تحمل دمای پیوسته تا ۱۵۰°C
- مقاومت عالی در برابر اوزون، نور خورشید و شرایط جوی
- گزینهای اقتصادیتر نسبت به FKM
۲. تفاوتهای کلیدی FKM و EPDM
| ویژگی | FKM | EPDM |
|---|---|---|
| محدوده دمای کاری | -20 تا +200°C (لحظهای +250°C) | -40 تا +150°C |
| مقاومت به روغن معدنی و سوخت | عالی | ضعیف |
| مقاومت به آب و بخار | متوسط | عالی |
| مقاومت به اسیدهای غلیظ | عالی | عالی |
| مقاومت به قلیاها | متوسط | عالی |
| مقاومت به اوزون و UV | عالی | عالی |
| مقاومت سایشی | خوب | خوب |
| هزینه نسبی | بالا | متوسط/پایین |
| انعطافپذیری در دمای پایین | متوسط | عالی |
۳. کاربردهای صنعتی رایج
۳.۱ موارد استفاده از FKM
- موتورهای دیزلی و بنزینی با دمای بالا
- سیستمهای هیدرولیک با روغن معدنی یا مصنوعی
- پمپها و شیرآلات سوخترسانی
- صنایع شیمیایی با حلالهای آلی قوی
- کمپرسورهای گاز هیدروکربنی
۳.۲ موارد استفاده از EPDM
- سیستمهای بخار و آب داغ
- صنایع غذایی و دارویی (در تماس با آب و بخار)
- پمپها و همزنهای محیط اسیدی یا قلیایی
- تجهیزات فضای باز در معرض آفتاب و اوزون
- سیستمهای CIP (تمیزکاری در محل) قلیایی
۴. مثالهای عملی
| سناریو | شرایط کاری | متریال پیشنهادی | دلیل انتخاب |
|---|---|---|---|
| آببندی میللنگ موتور دیزلی | ۱۵۰°C، تماس با روغن | FKM | مقاومت عالی در روغن و دما |
| آببندی پمپ آب داغ | ۹۵°C، تماس دائم با آب | EPDM | مقاومت عالی به آب و بخار |
| آببندی پمپ اسید سولفوریک | دمای محیط، محیط اسیدی | هر دو (ترجیح EPDM ارزانتر) | مقاومت شیمیایی مشابه اسید |
| شیر سوخت جت | -10°C تا 180°C، سوخت هوایی | FKM | مقاوم در برابر سوخت هواپیما |
| خط شستوشوی قلیایی | ۷۰°C، قلیا ۲٪ | EPDM | مقاومت بالا نسبت به قلیا |
۵. مقایسه مقاومت شیمیایی در رسانهها
| ماده در تماس | FKM | EPDM |
|---|---|---|
| روغن معدنی | عالی | ضعیف |
| سوخت دیزل/بنزین | عالی | بسیار ضعیف |
| آب و بخار تا ۱۵۰°C | متوسط | عالی |
| اسید سولفوریک ۱۰٪ | عالی | عالی |
| هیدروکسید سدیم ۱۰٪ | متوسط | عالی |
| اتانول | عالی | خوب |
| محلول نمکی | عالی | عالی |
۶. مزایا و محدودیتهای هر متریال
۶.۱ FKM
مزایا
- مقاومت حرارتی بالا
- مقاومت شیمیایی بسیار خوب در روغن و سوخت
- عمر کاری طولانی در محیطهای هیدروکربنی
محدودیتها
- قیمت بالا
- عملکرد متوسط در قلیا
- انعطافپذیری کمتر در دماهای زیر صفر
۶.۲ EPDM
مزایا
- مقاومت عالی به آب، بخار و مواد قلیایی
- قیمت مناسب
- انعطاف بسیار خوب در سرما
- مقاومت عالی در شرایط جوی
محدودیتها
- مقاومت کم در برابر روغن و سوخت
- تحمل حرارت کمتر نسبت به FKM
۷. راهنمای انتخاب بر اساس شرایط کاری
| شرایط کاری | پیشنهاد متریال | توضیح |
|---|---|---|
| دمای بالای ۱۵۰°C + تماس با روغن/سوخت | FKM | انتخاب بیرقیب برای روغن و سوخت |
| تماس دائم با آب و بخار | EPDM | بهترین مقاومت در محیط آبی |
| محیط قلیایی یا شوینده صنعتی | EPDM | پایداری شیمیایی مطلوب |
| محیط اسیدی + دما بالا + تماس با روغن | FKM | متریال ترکیبی مناسب |
| کار در فضای باز با UV بالا | هر دو (ترجیح EPDM اقتصادیتر) | مقاومت UV مشابه |
۸. مثال مقایسهای از دو پروژه صنعتی
پروژه ۱:
کمپرسور هیدروکربنی با دمای تماس ۱۸۰°C و فشار ۱۲ بار → FKM دوبل با فنر استیل، عمر کاری ۲۴ ماه.
پروژه ۲:
خط شستوشوی بطری در کارخانه نوشیدنی، دمای ۸۰°C، محلول قلیا ۲٪ → EPDM تکلبه مقاوم قلیا، عمر کاری ۱۸ ماه.۹. نمودار
تصمیمگیری سریع
(Amir جان این بخش رو میشه به شکل یک اینفوگرافیک در وبلاگ گذاشت)
- اگر روغن یا سوخت معیار اصلی انتخاب است → FKM
- اگر آب، بخار یا قلیا معیار اصلی انتخاب است → EPDM
- اگر اسید قوی + دما بالا باشد → معمولاً FKM بهتر است (مگر هزینه مهمتر باشد)
- اگر هزینه محدودیت اصلی است و کاربرد با روغن کم است → EPDM
۱۰. جمعبندی
- FKM: گرچه گرانتر است، ولی برای محیطهای داغ و روغنی یا سوختی، مقاومتی فوقالعاده ارائه میدهد.
- EPDM: گزینهای اقتصادی، عالی برای آب، بخار و شرایط جوی و محیطهای قلیایی.
- انتخاب اشتباه بین این دو نه فقط عملکرد، بلکه عمر سرویس، هزینه تعمیرات و زمان توقف خط تولید را تحت تأثیر قرار میدهد.
