EPDM-skumkompressionsavböjning vs kompressionsuppsättning | AITO

En EPDM-skumpackning kan kännas mjuk i handen och fortfarande kräva för mycket kraft för att stänga en kapsling.

Ett annat material kan lätt komprimeras när det är nytt men lyckas inte återhämta sig bra efter att ha hållits komprimerat under en längre period.

Detta är olika materialvalsproblem.

För packningsköpare och designingenjörer beskriver EPDM-skumkompressionsavböjning , kompressionssättning och spänningsavslappning olika delar av materialets beteende. Att bara titta på ett nummer kan leda till att fel skum väljs.

En användbar jämförelse bör därför besvara tre separata frågor:

Inget av dessa värden bör utvärderas utan testförhållandena.

Vad är EPDM-skumkompressionsavböjning?

Kompressionsavböjning beskriver hur mycket tryck som krävs för att komprimera skum med en specificerad procentandel av dess ursprungliga tjocklek.

Till exempel kan en leverantör rapportera kompressionsspänning på:

• 10% kompression

• 25% kompression

• 30% kompression

• 50% kompression

Procenten spelar roll.

Ett material som kräver relativt lite tryck vid 25 % komprimering kan bete sig mycket annorlunda när det komprimeras till 50 %.

Detta är särskilt viktigt när packningen är installerad mellan två ytor med ojämn spalt.

Varför spelar kompressionsavböjning roll för en packning?

Föreställ dig ett hölje där en skumpackning sitter mellan ett lock och ett metallhölje.

Om skummet är för fast kan det krävas för mycket kraft att stänga locket.

Möjliga resultat inkluderar:

• Panelförvrängning

• Deformation av plasthus

• Överdriven belastning av fästelement

• Svår montering

• Inkonsekvent stängning

• Hög belastning runt gångjärn eller klämmor

Om skummet är för mjukt kan det motsatta problemet uppstå.

Det kan hända att det inte genererar tillräckligt med kontaktkraft mot de passande ytorna för att ta emot ojämnheter eller bibehålla den avsedda tätningen.

Målet är därför inte bara att välja det mjukaste skummet.

Målet är att identifiera ett lämpligt kompressionsområde för själva monteringen.

Ett enkelt sätt att uppskatta skumkompressionsbelastning

Antag att ett hypotetiskt skum rapporterar en kompressionsspänning på:

5 kPa

vid den avsedda kompressionen.

Om den nominella komprimerade packningsarean är:

0,01 m²

en förenklad beräkning ger:

5 000 N/m² x 0,01 m² = ungefär 50 N

Detta kan ge en första uppskattning av skumkompressionsbelastningen.

Det är dock inte detsamma som den uppmätta kraft som krävs för att stänga den färdiga kapslingen.

Den faktiska monteringskraften kan också påverkas av:

• Packningsgeometri

• Hörndesign

• Friktion

• Lim

• Ojämna luckor

• Husstyvhet

• Fästelements positioner

• Lokal överkomprimering

För viktiga projekt, utvärdera skummet i själva kapslingen istället för att bara förlita sig på ett laboratorievärde.

En kompressionspunkt räcker ofta inte

Ett vanligt citat kan endast visa:

Kompressionsavböjning vid 25 %

Det numret är användbart, men det kanske inte beskriver kundens verkliga installation.

Antag att packningens tjocklek är 10 mm.

På grund av tillverkningstoleranser kan det installerade gapet variera mellan 6 mm och 8,5 mm.

Skummet kan därför uppleva mycket olika kompressionsnivåer över samma hölje.

I den här situationen är det mer användbart att begära komprimeringsdata över det förväntade driftsintervallet.

En praktisk begäran skulle vara:

Ange kompressionsspänning vid minsta, nominella och maximala installerade kompression, tillsammans med testmetod, provtjocklek och konditioneringsförhållanden.

Det ger leverantören en verklig ingenjörsfråga istället för att bara be om ett 'mjukt EPDM-skum'.

Vad är Compression Set?

Kompressionsuppsättning utvärderar hur väl ett material återhämtar sig efter att ha komprimerats under en viss period och sedan släppts.

Det är särskilt relevant när packningen:

• Förblir komprimerad under långa perioder

• Öppnas och stängs upprepade gånger

• Upplever förhöjda temperaturer

• Måste återhämta sig efter underhåll eller service

Ett lägre kompressionsinställningsresultat indikerar i allmänhet mindre permanent deformation under de angivna testförhållandena.

Men testförhållandena är viktiga.

Ett kompressionsuppsättningsvärde bör helst åtföljas av:

• Kompressionsprocent

• Testets varaktighet

• Testa temperatur

• Provets tjocklek

• Återhämtningstid

• Testmetod

Utan dessa detaljer kanske två procentsatser inte är direkt jämförbara.

Till exempel bör ett resultat som uppmätts efter rumstemperaturkompression inte automatiskt jämföras med ett annat resultat som uppmätts efter långvarig exponering vid förhöjd temperatur.

Kompressionsuppsättning är inte stressavslappning

Dessa två egenskaper blandas ofta ihop.

Kompressionsset tittar på formåterställning efter att belastningen har tagits bort.

Stressavslappning ser på kraftretention medan skummet förblir komprimerat.

Tänk på en packning som är installerad och aldrig öppnad.

Även om skummet förblir fysiskt sammanpressat mellan de två ytorna, kan tryckkraften det applicerar gradvis minska.

Den förlusten av kraft är stressavslappning.

För en långvarig statisk tätning kan detta beteende vara viktigt eftersom att upprätthålla kontakttrycket kan vara lika viktigt som dimensionell återhämtning.

För kritiska tätningstillämpningar, fråga om relevant kraftretention eller spänningsavslappnande data finns tillgängliga istället för att förlita sig på enbart kompressionsuppsättning.

Kompressionsavböjning vs kompressionsuppsättning

Ett enkelt sätt att komma ihåg skillnaden är:

Kompressionsavböjning:

Hur svårt är skummet att komprimera?

Kompressionsuppsättning:

Hur bra återhämtar den sig efter kompression?

Stressavslappning:

Hur mycket tätningskraft behåller den medan den förblir komprimerad?

Dessa tre mätningar svarar på olika frågor.

Ett skum med bra kompressionsuppsättning är inte automatiskt det lättaste skummet att komprimera.

På samma sätt är ett mycket mjukt skum inte automatiskt det bästa långtidsförseglingsmaterialet.

Densitet är inte detsamma som fasthet

Skumköpare använder ofta densitet som en genväg för hårdhet.

Till exempel:

90 kg/m³ måste vara fastare än 65 kg/m³.

Det antagandet är inte alltid tillförlitligt.

Densitet mäter massa per volymenhet.

Kompressionsböjning mäter materialets motstånd mot kompression.

Formulering, cellstruktur, tvärbindning och tillverkningsförhållanden kan tillåta material med liknande densitet att ha olika kompressionssvar.

På samma sätt kan två material med olika densitet ibland ge liknande kompressionskrafter.

För val av packning, en EPDM-skummaterial bör därför utvärderas med hjälp av faktiska kompressionsdata snarare än enbart densitet.

Open-Cell eller Closed-Cell EPDM?

Cellstruktur är en annan viktig urvalsfaktor.

EPDM-skum med öppna celler kan övervägas när projektet kräver:

• Mjuk formbarhet

• Låg stängningskraft

• Glappfyllning

• Akustisk absorption

• Luftpermeabilitet i lämpliga applikationer

Till exempel en EPDM-skumprov med öppna celler kan testas när låg kompressionskraft och formbarhet är prioriterade.

EPDM med slutna celler kan övervägas när applikationen kräver en annan tätningsstruktur, fuktbeständighet eller lägre permeabilitet.

Att välja ett material med slutna celler garanterar dock inte automatiskt att den färdiga kapslingen är vatten- eller dammtät.

Prestanda beror också på:

• Packningsgeometri

• Kompressionsnivå

• Leder

• Hörn

• Ytans planhet

• Fästelement

• Lim

• Monteringsdesign

Den färdiga kapslingen bör valideras på systemnivå när en specifik tätningsklassning krävs.

Vilken information ska du skicka till skumleverantören?

Istället för att bara skicka:

Behöver mjukt EPDM-skum, 10 mm tjockt.

tillhandahålla arbetsvillkoren.

Användbar information inkluderar:

1. Nominell packningstjocklek

2. Minsta och maximala installationsavstånd

3. Packningsbredd

4. Packningsform eller ritning

5. Tillgänglig stängningskraft

6. Förväntad kompressionsprocent

7. Anliggningsyta

8. Driftstemperatur

9. Exponering för vatten, olja, UV eller kemikalier

10. Om skarven öppnar sig upprepade gånger

11. Erforderlig livslängd

12. Erforderlig teststandard

13. Krav på självhäftande baksida

14. Årlig mängd

För en kapsling med variabla luckor kan en användbar förfrågan säga:

Det slutna gapet varierar över kapslingen. Vi behöver en EPDM-skumpackning som förblir i kontakt vid den största spalten utan att skapa överdriven stängningskraft vid den minsta spalten. Vänligen rekommendera provkvaliteter och tillhandahåll jämförbara komprimeringsdata.

Detta ger leverantören tillräckligt med information för att föreslå relevant material.

Hur ska två EPDM-skumprover jämföras?

Använd samma testförhållanden när det är möjligt.

En användbar jämförelsetabell kan inkludera:

Om leverantörer använder olika metoder eller testförhållanden, håll resultaten åtskilda istället för att behandla dem som direkt likvärdiga.

Vanliga frågor

Är lägre kompressionsavböjning alltid bättre?

Inga.

Lägre kompressionskraft kan vara användbart när en kapsling är lätt eller har begränsad fästkraft. Emellertid behöver packningen fortfarande tillräckligt med kontakttryck för att klara ytojämnheter och uppfylla applikationens tätningskrav.

Det bästa värdet beror på monteringen.

Vad är en bra procentsats för kompressionsinställning för EPDM-skum?

Det finns ingen enskild procentsats som är korrekt för varje ansökan.

Ett resultat ska utvärderas tillsammans med kompressionsnivå, temperatur, varaktighet, återhämtningstid och testmetod.

En specifikation bör därför definiera både målresultatet och de förhållanden under vilka det mäts.

Kan jag välja EPDM-skum endast efter densitet?

Inga.

Densiteten är användbar för att identifiera en materialkvalitet, men den bestämmer inte entydigt kompressionskraft, återhämtning eller långsiktigt tätningsbeteende.

Kompressionsdata bör utvärderas separat.

Ska jag begära kompressionsavböjning på 25 % eller 50 %?

Begär data på komprimeringsnivåer som är relevanta för den faktiska installationen.

Om packningen kan arbeta från cirka 15 % till 40 % kompression på grund av gapvariation, kan data endast vid 50 % kompression ha begränsat värde för konstruktionen.

Garanterar bra kompressionssats en långvarig tätning?

Inga.

Kompressionsuppsättning indikerar återhämtning efter kompression och släpp.

En långsiktig tätning kan också bero på spänningsavslappning, miljöåldring, packningsgeometri, limprestanda och monteringsdesign.

Lägg in arbetsgapet i specifikationen

För packningsprojekt är 'mjuk' 'medium' och 'hård' inte exakta tekniska specifikationer.

Den mest användbara informationen är det faktiska arbetsintervallet:

minsta gap → nominellt gap → maximalt gap

kombinerat med tillgänglig stängningskraft och erforderlig tätningsprestanda.

Detta gör det möjligt att jämföra material baserat på hur de kommer att fungera i den färdiga produkten istället för att välja dem enbart genom beröring eller densitet.

Skicka AITO Foam din packningsritning, spaltområde och driftsförhållanden för att diskutera lämpliga EPDM-skumprover.

Det slutliga materialet bör godkännas i själva monteringen, och de överenskomna testvillkoren bör bibehållas med inköpsspecifikationen så att framtida produktionspartier kan jämföras konsekvent.

Tekniska referenser

• ASTM D1056 — Flexibla cellmaterial: svamp eller expanderat gummi

• ASTM D395 — Gummiegenskaper: Kompressionsuppsättning

• ISO 3384 - Gummi, vulkaniserat eller termoplastiskt: bestämning av spänningsavslappning vid kompression