Rolki gumowe EPDM vs NBR: wybór odpowiedniego związku | Maszyny Jinhanga

Wyobraź sobie zakład pakujący z dwiema liniami produkcyjnymi oddalonymi od siebie o kilka metrów. Na jednej linii wałki gumowe w stacji powlekania twardnieją i po kilku miesiącach pojawiają się drobne pęknięcia. Na następnej linii rolki na stacji laminującej pęcznieją, miękną i wymagają wymiany w napiętym harmonogramie. Pierwsza linia nakłada powłoki na bazie wody w ciepłej, wilgotnej atmosferze z okazjonalnym czyszczeniem parą. Druga linia wykorzystuje kleje rozpuszczalnikowe z mgłą olejową unoszącą się w powietrzu. Obydwa problemy zwykle nie są odzwierciedleniem złej konserwacji; są problemem doboru materiałów.

Szybki wniosek jest następujący: wybierz EPDM (monomer etylenowo-propylenowo-dienowy), gdy ozon, woda, para i czynniki atmosferyczne na zewnątrz będą atakować gumę. Wybierz NBR (kauczuk nitrylowo-butadienowy), gdy głównym kontaktem są oleje naftowe, paliwa i rozpuszczalniki węglowodorowe. Gdy ta podstawowa zasada będzie jasna, można śmiało ocenić resztę specyfikacji.

Co właściwie oddziela EPDM od NBR

EPDM jest kopolimerem etylenu i propylenu z niewielką ilością trzeciego monomeru dienowego. Dien dodaje się, aby guma mogła zostać wulkanizowana, ale nienasycone wiązania znajdują się raczej w grupach bocznych niż w głównym łańcuchu. Ta struktura sprawia, że ​​polimer jest niezwykle odporny na atak ozonu i promieniowania UV, ponieważ ozon atakuje podwójne wiązania w szkielecie. Właśnie dlatego EPDM zyskał reputację dzięki odporności na warunki atmosferyczne, tlen i wodę.

NBR jest kopolimerem butadienu i akrylonitrylu. Grupy nitrylowe tworzą polaryzację, co czyni materiał odpornym na płyny niepolarne, takie jak oleje mineralne, paliwa i smary. Kosztem tej polaryzacji jest to, że segmenty butadienu zachowują podwójne wiązania w głównym łańcuchu, przez co NBR jest z czasem podatny na ozon, promieniowanie UV i warunki atmosferyczne. Krótko mówiąc, EPDM to kauczuk odporny na wodę i warunki atmosferyczne, podczas gdy NBR to kauczuk na bazie ropy naftowej i rozpuszczalników.

W przypadku zastosowań wałkowych to rozróżnienie nie jest szczegółem akademickim. Wałek, który pęcznieje podczas pracy, nie tylko traci swoją dokładność wymiarową, ale także zmienia swój profil powierzchni i może uszkodzić transportowaną wstęgę lub arkusz. Wałek, który pęka, może rzucić cząsteczki gumy na produkt. Zrozumienie środowiska chemicznego jest pierwszym i najważniejszym krokiem w projektowaniu.

Bezpośrednie porównanie: guma EPDM vs guma NBR

Poniższa tabela zawiera praktyczne porównanie. Są to typowe wartości dla komercyjnych gatunków mieszanek; dokładne właściwości gotowego wałka zależą również od rodzaju wypełniacza, poziomu plastyfikatora i metody utwardzania wybranej przez producenta wałka.

Rolki gumowe EPDM: tam, gdzie liczy się ozon, woda i pogoda

Walce EPDM są preferowanym wyborem, gdy strumień procesowy zawiera wodę, parę wodną, wodne środki czyszczące lub gdy walec jest wystawiony na działanie warunków zewnętrznych. Materiał tworzy cienką, ochronną, utlenioną warstwę powierzchniową, która nie ulega dalszej degradacji, co zapewnia stabilność wymiarową walca przez długie okresy międzyobsługowe.

Typowe zastosowania obejmują drukowanie i publikowanie prasy wykorzystujące farby i powłoki na bazie wody, urządzenia papiernicze, w których występuje kondensat i para, oraz rolki przenośników w obiektach logistycznych i magazynowych, które mogą pracować w przestrzeniach nieklimatyzowanych. W każdym z tych przypadków walec rzadko widzi oleje naftowe, ale stale widzi wilgoć i ozon wytwarzany przez silniki elektryczne i urządzenia koronowe.

Grubość otuliny walca często określa się na 5 do 25 mm w zależności od średnicy i obciążenia, a warstwę gumy należy przeszlifować po wulkanizacji, aby uzyskać koncentryczność i wykończenie powierzchni wymagane przez maszynę. W przypadku stacji powlekania o dużej szybkości powszechnie stosowane są wartości chropowatości powierzchni w okolicach Ra od 0,4 do 0,8 mikrometra; doświadczony producent rolek będzie w stanie konsekwentnie osiągnąć te tolerancje.

Odporne na ozon rolki gumowe EPDM do zastosowań przemysłowych Te rolki EPDM są odporne na degradację ozonu, zachowując elastyczność i wytrzymałość w środowiskach bogatych w ozon. Idealne do druku i pakowania, zapewniają płynną pracę i długą żywotność. Zobacz produkt →

Rolki z gumy NBR: przeznaczone do kontaktu z olejem, paliwem i rozpuszczalnikiem

Walce NBR sprawdzają się w środowiskach zawierających oleje mineralne, płyny hydrauliczne, smary lub rozpuszczalniki węglowodorowe. Polimer jest odporny na pęcznienie i mięknięcie w tych płynach, co pomaga zachować średnicę wałka i twardość powierzchni, od której zależy zastosowanie.

Typowe zastosowania obejmują linie do obróbki i formowania metali, w których stosowane są smary na bazie oleju, guma i tworzywa sztuczne przetwórstwo, w którym sam związek może zawierać oleiste plastyfikatory, oraz linie pakujące, w których do laminowania stosuje się kleje na bazie rozpuszczalników. Wałek laminujący z klejem rozpuszczalnikowym szybko ulegnie awarii, jeśli okładka jest wykonana z EPDM, podczas gdy okładka NBR zachowa swoje wymiary przez miesiące ciągłej produkcji.

Inną kwestią jest ścieralność. NBR wykazuje bardzo dobrą odporność na zużycie, więc w przypadku linii, w której wstęga ma chropowatą lub wypełnioną minerałami powierzchnię, pokrycie NBR może wytrzymać wiele innych generycznych mieszanek gumowych. Te same wytyczne dotyczą twardości: wybranie wyższej wartości Shore'a A poprawia nośność, ale zmniejsza zgodność, dlatego dostawca powinien otrzymać w specyfikacji wymagania dotyczące prędkości linii, nacisku docisku i powierzchni produktu.

Wodoodporne rolki z gumy nitrylowej do środowisk mokrych lub zaolejonych Rolki nitrylowe są odporne na pęcznienie pod wpływem wody i olejów, zapewniając trwałość w przetwarzaniu żywności, pakowaniu i warunkach morskich. Ich odporność na ścieranie i przyczepność zapewniają niezawodne działanie w wilgoci. Zobacz produkt →

Jak wybrać: zasady podejmowania decyzji i ryzyko związane z zakupami

Proces selekcji można sprowadzić do trzech praktycznych zasad.

1. Zidentyfikuj płyn dominujący w procesie. Jeśli wałek styka się z olejem, smarem, paliwem lub rozpuszczalnikiem węglowodorowym, wybierz NBR. Jeśli ma kontakt z wodą, parą, środkami czyszczącymi, ozonem lub promieniowaniem UV, wybierz EPDM. Jeśli oba są obecne, zastanów się, czy jedno środowisko można odizolować poprzez osłonę lub przekierowanie płynu, ponieważ żaden dostępny na rynku kauczuk nie sprawdza się w obu przypadkach.
2. Zmierz rzeczywistą temperaturę powierzchni wałka, a nie temperaturę pokojową. Wałek umieszczony wewnątrz suszarki lub w pobliżu podgrzewanego docisku może osiągnąć temperaturę 90°C, nawet jeśli w hali panuje temperatura 25°C. W tej temperaturze różnica w trwałości użytkowej pomiędzy NBR o temperaturze 100°C i EPDM o temperaturze 120°C staje się znacząca.
3. Potwierdź pełną listę substancji chemicznych, w tym rozpuszczalników czyszczących. Wałek, który dobrze sprawdza się w normalnej produkcji, może zostać zniszczony przez agresywny środek czyszczący. W razie wątpliwości przetestuj związek pod kątem rzeczywistego składu chemicznego przed przystąpieniem do pełnej serii produkcyjnej.

Głównym ryzykiem związanym z zakupami jest wybór według koloru, ceny lub ogólnego opisu, np. „gumowy wałek”, a nie według składu. Pęczniejący wałek może zakleszczyć docisk, przeciążyć napęd i spowodować powstawanie złomu. Na wałku, który twardnieje, mogą powstawać płaskie plamy, powodujące wibracje i nierówną powłokę. Koszt przestoju jednego uszkodzonego walca często znacznie przekracza różnicę cen pomiędzy pokryciem EPDM i NBR.

Twardość, wykończenie powierzchni i tolerancja produkcyjna

Po ustaleniu rodziny związków kolejnym poziomem specyfikacji jest twardość i geometria powierzchni. Wałki gumowe są powszechnie dostarczane w zakresie twardości od 20 do 90 Shore A. W przypadku wałków do powlekania i drukowania typowa twardość wynosi od 60 do 80 Shore A; w przypadku rolek do laminowania i docisku powszechne jest 50 do 75 Shore A. Niższa twardość lepiej dopasowuje się do wstęg z nieregularnościami, podczas gdy wyższa twardość przenosi bardziej równomierny nacisk docisku.

Wykończenie powierzchni ma znaczenie w powlekaniu i drukowaniu, ponieważ powierzchnia wałka przenosi grubość powłoki. Powierzchnię lustrzaną lub drobnoszlifowaną uzyskuje się zazwyczaj poprzez szlifowanie osłony gumowej na szlifierce cylindrycznej po wulkanizacji. Dostawcy walców, którzy zachowują zdolność szlifowania na miejscu, mogą kontrolować grubość warstwy gumy z tolerancją w przybliżeniu ± 0,1 do ± 0,3 mm, czyli jest to rodzaj tolerancji, o który nabywca walców precyzyjnych powinien poprosić na piśmie.

W przypadku rolek stosowanych w przemyśle papierniczym i poligraficznym na uwagę zasługuje także koncentryczność i wyważenie dynamiczne. Źle wyważony wałek może wzbudzić wibracje i skrócić żywotność łożyska. Dostawca posiadający możliwość wyważania dynamicznego w tym samym warsztacie może dostarczyć pokrywę gotową do użycia, co pozwala uniknąć dodatkowej obsługi i transportu, które mogą spowodować uszkodzenia.

Podsumowanie i zalecenie

Decyzja dotycząca materiału jest prosta, gdy znane są warunki operacyjne. EPDM to właściwy wybór w przypadku narażenia na ozon, wodę, parę i warunki atmosferyczne; NBR to właściwy wybór w przypadku olejów, paliw i rozpuszczalników węglowodorowych. Nie polegaj na wyglądzie ani na szerokiej etykiecie i przed wyprodukowaniem pokrywy upewnij się, że dostawca zna zarówno skład chemiczny płynu, jak i rzeczywistą temperaturę powierzchni wałka.

Po podaniu średnicy wałka, grubości otuliny, wymaganej twardości, temperatury pracy i listy płynów, kompetentny producent wałka może zalecić konkretną mieszankę i potwierdzić osiągalną tolerancję. Poproszenie dostawcy o określenie tolerancji przed złożeniem zamówienia jest jednym z najprostszych sposobów uniknięcia kosztownych niedopasowań w produkcji.