Wat is een rubberen pakking: functie, typen, materialen en toepassingen

Wat is een pakking en wat doet deze?

Een pakking is een mechanische afdichting die tussen twee pasvlakken wordt geplaatst (meestal flenzen, deksels of behuizingen) om lekkage van vloeistoffen, gassen of verontreinigingen over de verbinding te voorkomen wanneer de oppervlakken met bouten of aan elkaar worden geklemd. De pakking vult de microscopisch kleine onregelmatigheden, krassen en golvingen op die zelfs op bewerkte metalen oppervlakken voorkomen, waardoor een continue barrière ontstaat die een stijf metaal-op-metaal contact alleen niet kan bereiken.

De functie van een pakking is fundamenteel drukgevend: wanneer de verbindingsbevestigingen worden vastgedraaid, wordt het pakkingmateriaal tussen de twee vlakken samengedrukt. Deze compressie dwingt de pakking om zich aan beide zijden aan te passen aan de oppervlaktetopografie, waardoor elk potentieel lekpad rond de omtrek van de verbinding wordt afgedicht. De pakking moet deze afdichting behouden onder de bedrijfsomstandigheden van de verbinding – inclusief interne druk, temperatuurwisselingen, trillingen en blootstelling aan chemicaliën – gedurende de levensduur van het samenstel.

Pakkingen verschillen qua geometrie en toepassing van O-ringen en mechanische afdichtingen, hoewel ze alle drie afdichtingsapparaten zijn. Een pakking is een vlak of voorgevormd plaatonderdeel dat een statische (niet-bewegende) verbinding afdicht: pijpflenzen, cilinderkopdeksels, kleplichamen, warmtewisselaardeksels en inspectieplaten. O-ringen sluiten af ​​in een groef onder radiale of axiale compressie. Mechanische afdichtingen zijn dynamische apparaten die roterende assen afdichten. Bij dagelijks industrieel en mechanisch gebruik worden "rubberen afdichting" en "rubberen pakking" echter vaak door elkaar gebruikt als het gaat om platte elastomere afdichtingscomponenten.

Wat is een Rubberen pakking ?

Een rubberen pakking is een afdichtingsonderdeel dat is gesneden, gegoten of geëxtrudeerd uit een elastomeer materiaal (natuurlijk rubber of een van een breed scala aan synthetische rubberverbindingen) om tussen twee verbindingsvlakken te passen. Juist de elastomere aard van rubber maakt het zeer geschikt voor pakkingen: rubber vervormt onder compressie zonder te breken, herstelt zich wanneer de belasting gedeeltelijk wordt opgeheven en vangt kleine afwijkingen en oppervlakte-onregelmatigheden op die stijve pakkingmaterialen niet kunnen overbruggen zonder te lekken.

Rubberen pakkingen worden vervaardigd in vlakke plaatvorm (gesneden of gestanst uit plaatrubber), gegoten vorm (compressie of spuitgegoten tot een specifiek profiel) of als geëxtrudeerde profielen (voor doorlopende afdichtingen in deuren, luiken, behuizingen en ramen). Plaatrubber pakkingen – het meest voorkomende type voor flenspijp- en apparatuurverbindingen – zijn verkrijgbaar in diktes van 0,5 mm tot 25 mm en in een reeks hardheidsgraden (Shore A 40–80 is typisch voor pakkingstoepassingen), afhankelijk van de compressiebelasting en afdichtingsvereisten.

Het doel van een rubberen pakking boven metalen of niet-metalen alternatieven (PTFE, gecomprimeerde vezels, grafietspiraalgewonden) is voornamelijk de kosten, beschikbaarheid en prestaties bij verbindingen met lagere druk en lagere temperaturen. Rubberen pakkingen zijn de juiste keuze voor watervoorziening, HVAC, voedselverwerking, pneumatische en algemene chemische diensten tot gematigde drukken en temperaturen. Voor stoom bij hoge temperaturen, extreme druk of sterk oxiderende chemicaliën zijn niet-rubberen pakkingmaterialen gespecificeerd.

Soorten rubberen afdichtingen en pakkingen

Verschillende rubberverbindingen bieden verschillende combinaties van temperatuurbestendigheid, chemische compatibiliteit, weerstand tegen compressie en mechanische sterkte. Het selecteren van het juiste rubbertype voor de gebruiksomgeving is de meest kritische beslissing bij de specificatie van pakkingen; een chemisch incompatibel rubber zal tijdens gebruik opzwellen, uitharden, barsten of oplossen, waardoor verbindingen defect raken, ongeacht de juiste installatie.

Natuurlijk rubber (NR)

Natuurlijk rubber heeft een uitstekende treksterkte, hoge elasticiteit en goede slijtvastheid. Het presteert goed in waterleiding- en verdunde zure omgevingen, maar wordt aangevallen door op aardolie gebaseerde oliën, brandstoffen en ozon. Het temperatuurbereik is ongeveer −50°C tot 80°C. Pakkingen van natuurlijk rubber worden gebruikt in waterleidingen, toepassingen in de voedingssector en algemene pneumatische diensten waar koolwaterstofcontact afwezig is.

Nitrilrubber (NBR)

Nitrilrubber (acrylonitril-butadieen) is de standaardkeuze voor olie- en brandstoftoepassingen. Het acrylonitrilgehalte (variërend van 18% tot 50%, afhankelijk van de kwaliteit) bepaalt de weerstand tegen zwelling van koolwaterstoffen. Een hoger nitrilgehalte betekent een betere oliebestendigheid maar een lagere flexibiliteit bij lage temperaturen. NBR-pakkingen worden veel gebruikt in hydraulische systemen, automotoren, brandstofverwerkingsapparatuur en industriële machines waar petroleumvloeistoffen aanwezig zijn. Het temperatuurbereik is doorgaans −40°C tot 120°C.

EPDM (ethyleenpropyleendieenmonomeer)

EPDM heeft een uitstekende weerstand tegen weersinvloeden, ozon en UV – de beste van alle gangbare elastomeren – gecombineerd met uitstekende prestaties in heet water en stoom tot ongeveer 150°C. Het is het standaard pakkingmateriaal voor HVAC-kanalen, waterbehandelingssystemen, dakmembranen en elektrische behuizingen voor buitengebruik. EPDM is niet compatibel met petroleumoliën of brandstoffen, die een snelle zwelling veroorzaken. Het is ook het voorkeurspakkingmateriaal voor drinkwatersystemen, omdat het voldoet aan de NSF/ANSI 61-vereisten voor drinkwatercontact.

Neopreen (CR — Chloropreenrubber)

Neopreen biedt een uitgebalanceerd profiel: matige oliebestendigheid, goede weers- en ozonbestendigheid, vlambestendigheid en een bruikbaar temperatuurbereik van −40°C tot 120°C. Het wordt veel gebruikt in koelsystemen (compatibel met veel koelmiddelen), maritieme toepassingen en afdichtingen voor buitenbehuizingen waar zowel weersinvloeden als matige chemische bestendigheid nodig zijn. Neopreen is vaak de standaard waarbij noch de oliefocus van NBR, noch de water/weerfocus van EPDM precies bij de toepassing past.

Siliconenrubber (VMQ)

Siliconenrubber heeft het grootste bruikbare temperatuurbereik van elk elastomeer pakkingmateriaal: −60°C tot 200°C, met enkele speciale kwaliteiten die tot 250°C kunnen gaan. Het heeft een uitstekende weerstand tegen compressie en zetting (behoudt zijn afdichtingskracht in de loop van de tijd zonder permanente vervorming) en is in de meeste kwaliteiten FDA-conform voor contact met voedsel. Siliconen zijn niet bestand tegen petroleumoliën of stoom boven de 120°C en de scheursterkte is lager dan die van andere rubbersoorten, waardoor het ongeschikt is voor mechanische toepassingen onder hoge spanning. Het is standaard in voedselverwerkingsapparatuur, farmaceutische productie, medische apparatuur en afdichtingen voor ovens en apparaten voor hoge temperaturen.

Viton (FKM — Fluorelastomeer)

Fluorelastomeer (Viton is de handelsnaam van DuPont; FKM is de ISO-aanduiding) biedt de breedste chemische weerstand van alle rubberen pakkingmaterialen – bestand tegen petroleumbrandstoffen, oliën, hydraulische vloeistoffen, veel zuren en aromatische koolwaterstoffen – gecombineerd met een temperatuurbereik van −20°C tot 200°C. FKM is gespecificeerd voor veeleisende chemische processen, brandstofsystemen voor de luchtvaart en motortoepassingen bij hoge temperaturen waar andere rubbers zouden falen. De kosten zijn aanzienlijk hoger dan die van NBR of EPDM, dus het is gereserveerd voor toepassingen waarbij op een andere manier niet aan de chemische compatibiliteit of temperatuurvereisten kan worden voldaan.

Waar worden pakkingen voor gebruikt? Toepassingen in verschillende sectoren

Pakkingen zijn aanwezig in vrijwel elk mechanisch systeem dat vloeistof of gas onder druk bevat. Hun toepassingen omvatten industrieën van sanitair in woningen tot de lucht- en ruimtevaart, overal waar een statische verbinding na verloop van tijd betrouwbaar moet worden afgedicht.

Loodgieters- en watersystemen

Rubberen pakkingen zijn te vinden in kraanfittingen, slangaansluitingen, flensverbindingen in waterleidingen, boilerfittingen en toiletvulkleppen. EPDM en natuurlijk rubber domineren dit segment vanwege hun compatibiliteit met water en hun naleving van de normen voor contact met drinkwater. De platte rubberen ring in een tuinslangfitting is een van de meest voorkomende pakkingtoepassingen bij dagelijks gebruik.

Auto-industrie en machines

Pakkingen van het motorkleppendeksel, oliecarterpakkingen, pakkingen van het thermostaathuis en pakkingen van de transmissiebak zijn allemaal rubberen of rubbercomposietafdichtingen die olie- en koelvloeistoflekken bij statische verbindingen op het motorblok en bijbehorende componenten voorkomen. NBR is standaard voor oliecontactpakkingen; siliconen en EPDM worden gebruikt voor verbindingen van koelvloeistofcircuits en locaties met hoge temperaturen nabij de uitlaat. Het falen van pakkingen – met name de cilinderkoppakking, die uit hoogwaardig composiet bestaat in plaats van gewoon rubber – is een van de duurste mechanische defecten in het auto-onderhoud, wat de cruciale functie van deze componenten onderstreept.

Industriële pijpflenzen

Geflensde pijpverbindingen in chemische fabrieken, raffinaderijen, waterzuiveringsinstallaties en procesindustrieën vertrouwen op pakkingen om de interface tussen pijpsecties, kleppen, pompen en vaten af te dichten. Pakkingen van rubberplaten – doorgaans van het ringtype met volledig of verhoogd oppervlak – zijn de standaard voor water-, stoom- en chemische leidingen onder lagere druk. Voor hogere druk, hogere temperaturen of agressieve chemische omstandigheden vervangen spiraalgewonden metalen pakkingen of metalen ringvormige pakkingen (RTJ) het rubber.

Voedselverwerking en farmaceutische apparatuur

Pakkingen in de voedsel- en farmaceutische verwerking moeten voldoen aan de FDA-, NSF- of EC 1935/2004-conformiteit voor materialen die in contact komen met voedsel, naast het vervullen van hun afdichtingsfunctie. Siliconen en EPDM zijn de voorkeursmaterialen; beide zijn verkrijgbaar in FDA-conforme kwaliteiten, zijn bestand tegen CIP (clean-in-place) chemische reinigingscycli en geven geen smaak of geur aan producten. Tri-clamp sanitaire pakkingen – de platte ringafdichtingen die worden gebruikt in roestvrijstalen sanitaire buisfittingen – zijn een gestandaardiseerde vormfactor die wordt gebruikt in productielijnen voor voedingsmiddelen, dranken, zuivel en farmaceutische producten.

Elektrische behuizingen en elektronica

Rubberen pakkingen dichten de deur af en bedekken verbindingen van elektrische behuizingen, aansluitdozen en behuizingen voor buitenapparatuur om IP-classificaties (Ingress Protection) tegen water en stof te bereiken. Een correct geïnstalleerde EPDM- of neopreenschuimpakking op een IP66-gecertificeerde behuizingsdeur handhaaft de afgesloten omgeving die de elektronica beschermt tegen binnendringend water, condensatie en vervuiling. Compressie van de pakking, continuïteit rond hoeken en materiaalcompatibiliteit met reinigingsmiddelen zijn allemaal factoren bij het handhaven van de nominale IP-prestaties gedurende de levensduur van de behuizing.

Wat zijn pakkingen in broeken? (Waterdichte kledingzegels)

In waterdichte technische kleding - skibroeken, droogpakken, zeilbroeken en buitenkleding - verwijst 'pakkingen' naar de latex- of neopreenafdichtingen bij de pols-, enkel- en nekopeningen die voorkomen dat water binnendringt op het grensvlak tussen lichaam en kledingstuk. De term wordt het meest gebruikt bij duiken met droogpakken en wildwaterpeddelen, waarbij het pak volledig gesloten moet blijven om de drager droog te houden wanneer het onder water of in ruw water is.

Pols- en nekpakkingen voor droogpakken zijn doorgaans gegoten uit dun latexrubber, dat door middel van elastische compressie een waterdichte afdichting tegen de huid vormt. Latexpakkingen zijn effectief maar kwetsbaar; ze zijn het meest voorkomende onderhoudspunt voor droogpakken en vereisen periodieke smering met talk- of siliconenspray en vervanging elke 2-5 jaar, afhankelijk van de UV-blootstelling en de gebruiksfrequentie. Neopreenpakkingen zijn duurzamer en warmer, maar bieden een minder volledige waterafdichting dan latex, waardoor ze de voorkeur hebben voor mildere omstandigheden. Bij ski- en outdoor-shellbroeken heeft een eenvoudigere interne enkelhoes, gemaakt van stretchstof of neopreen, een soortgelijk doel: voorkomen dat sneeuw en water bij de schoen binnendringen. In sommige productbeschrijvingen wordt er in de volksmond naar verwezen als een pakking.