Sanitarne pompy śrubowemuszą spełniać podstawowe wymagania, w tym brak zanieczyszczeń, łatwe czyszczenie, odporność na sterylizację w wysokiej temperaturze i brak pozostałości. Ich systemy uszczelniające poddawane są surowym procesom, takim jak czyszczenie online CIP (Clean-in-Place), sterylizacja w wysokiej temperaturze SIP (Sterilize-in-Place) oraz płukanie kwasowo-zasadowe przez długi czas. Niewłaściwy dobór materiału może prowadzić do zużycia pierścieni obrotowych i nieruchomych, pęcznienia i pękania uszczelek gumowych, uszkodzeń korozyjnych elementów metalowych i innych wad. Problemy te będą w dalszym ciągu powodować wycieki materiałów, rozwój bakterii, wtórne zanieczyszczenie oraz rosnące koszty eksploatacji i konserwacji, przez co linie produkcyjne nie będą spełniać standardów czystej produkcji. Dlatego wybór materiału uszczelnienia wymaga kompleksowego rozważenia odporności na zużycie, odporności na temperaturę i korozję, stopnia sanitarnego i zgodności warunków pracy.
| Materiał uszczelnienia | Podstawowe zalety | Obowiązujące scenariusze |
|---|---|---|
| EPDM (monomer etylenowo-propylenowo-dienowy) | Odporny na parę, dobre właściwości sanitarne, opłacalny | Media na bazie wody, takie jak produkty mleczne, soki owocowe i czysta woda |
| Guma silikonowa VMQ | Odporność na bardzo wysoką temperaturę, wysoki stopień sterylności | Sterylne warunki pracy w wysokiej temperaturze dla produktów farmaceutycznych i żywności dla niemowląt |
| FKM Fluoroelastomer | Odporny na oleje, alkohole i silne zasady | Pożywki spożywcze o wysokiej zawartości tłuszczu i alkoholu |
| PTFE (politetrafluoroetylen) | Silna odporność na korozję, odporność na cząstki | Materiały kwaśne, ziarniste i żrące |
| WC Węglik wolframu | Bardzo wysoka odporność na zużycie, szeroka wszechstronność | Ogólne pary cierne do konwencjonalnych zastosowań spożywczych i farmaceutycznych |
| Węglik krzemu SiC | Niskie tarcie, wysoka precyzyjna odporność na zużycie | Wysokiej klasy zastosowania sanitarne z częstymi cyklami start-stop |
| Grafit węglowy | Samosmarujący, odporny na wysoką temperaturę i korozję | Warunki pracy w wysokiej temperaturze z drobnymi cząstkami stałymi |
Para cierna to rdzeń przenoszący nacisk i odporny na zużycie element uszczelnienia, składający się z pierścieni obrotowych i nieruchomych. Wymaga wysokiej wytrzymałości, odporności na zużycie i korozję, doskonałej szczelności i dobrej obrabialności. Główne materiały są następujące:
Jest to główny materiał szeroko stosowany w całej branży, którego głównymi składnikami są kobalt, chrom i tytan, a kobalt jest spoiwem. Im wyższa zawartość kobaltu, tym niższa wytrzymałość materiału. Typowe gatunki obejmują YG-6, YG-8 i YG-15, o twardości w zakresie od 87 do 89,5 HRA. Jego twardość jest 20 razy większa niż stali szybkotnącej. Charakteryzuje się odpornością na wysoką temperaturę, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, niskim współczynnikiem tarcia i dobrą wydajnością parowania, odpowiednim dla większości konwencjonalnych warunków pracy w transporcie żywności, produktów mlecznych i płynnych farmaceutyków.
Stal stopowa poddana obróbce cieplnej (3Cr13, 4Cr13 itp.) charakteryzuje się zwiększoną odpornością na zużycie i wytrzymałością, prostą obróbką i wysoką wydajnością kosztową, odpowiednią do warunków pracy z czystą wodą i rzadkimi zawiesinami wolnymi od silnej korozji. Żelazo o wysokiej zawartości krzemu ma twardość 45–50 HRC i jest odporne na kwas siarkowy, azotowy i kwasy organiczne, ale nie jest odporne na silne zasady i kwas chlorowodorowy, które można stosować tylko w środowiskach kwaśnych bez silnej korozji alkalicznej.
Jest to zaawansowany, precyzyjny materiał uszczelniający, uznany na całym świecie, charakteryzujący się wyjątkowo niskim współczynnikiem tarcia, doskonałą redukcją tarcia i odpornością na zużycie, a także odpornością na wysoką temperaturę i korozję. Jest on najczęściej łączony z węglikiem wolframu, aby znacznie zmniejszyć utratę uszczelnienia, odpowiedni do transportu produktów farmaceutycznych i drobnej żywności z częstymi cyklami start-stop, drobnymi cząstkami stałymi i rygorystycznymi wymaganiami sanitarnymi.
Klasyczny miękki materiał pary ciernej wytwarzany poprzez kalcynację w wysokiej temperaturze. Jego nieodłączne pory wymagają modyfikacji impregnacji do praktycznego zastosowania i można je połączyć z węglikiem wolframu lub węglikiem krzemu. Główne gatunki obejmują czysty grafit węglowy M121 (odporność na temperaturę do 350°C), grafit impregnowany żywicą epoksydowo-furanową (odporność na temperaturę do 200°C) i grafit impregnowany metalem M232L (odporność na temperaturę do 400°C). Zapewnia samosmarowanie, niskie tarcie, odporność na korozję i łatwą obróbkę, nadaje się do warunków pracy w wysokich temperaturach z drobnymi cząstkami stałymi.
Elastyczne elementy zapewniają stabilne ciśnienie kompensacyjne uszczelek, a ich materiały dobierane są do rzeczywistych warunków pracy: stal nierdzewna 1Cr18Ni9Ti i 4Cr13 do ogólnych środowisk korozyjnych; brąz fosforowy do wody morskiej i środowisk słabo korozyjnych; Stal węglowa 65Mn i 60Si2Mn do środowisk z czystą wodą o temperaturze pokojowej, wolnych od korozji; 50GV do zastosowań w wysokotemperaturowych pompach olejowych, skutecznie zapobiegający wyciekom uszczelnień spowodowanym korozją i tłumieniem elastycznym.
Wybór materiałów obejmuje cztery kluczowe wymiary: dopasowanie materiałów do transportowanych mediów, wybór materiałów odpornych na temperaturę zgodnych z procesami czyszczenia CIP/SIP, dopasowanie tolerancji temperatury materiału do temperatury roboczej sprzętu oraz spełnienie standardów zgodności, w tym FDA/3A dla żywności i USP dla farmaceutyków.
Typowe awarie spowodowane niewłaściwym doborem materiału obejmują pęcznienie EPDM w kontakcie ze smarem, pękanie kauczuku silikonowego i późniejsze zanieczyszczenie materiału pod wpływem stężonych kwasów, wyciek materiału z powodu niewystarczającej odporności na zużycie zwykłego PTFE, kruchość FKM pod wpływem częstej sterylizacji w wysokiej temperaturze oraz wycieki uszczelek wynikające z korozji sprężyn ze stali węglowej. Wszystkie te awarie wynikają z niedopasowania warunków pracy i wybranych materiałów.
Systemy uszczelnień do sanitarnych pomp śrubowych wymagają pełnego dopasowania zestawu; żaden pojedynczy materiał nie pasuje do wszystkich warunków pracy. Niezbędne jest dokładne dopasowanie materiałów do środowiska usługowego. EPDM w połączeniu z węglikiem wolframu jest preferowany w przypadku konwencjonalnych linii produkcyjnych na bazie wody; FKM w połączeniu z węglikiem krzemu jest wybierany do mediów o wysokiej zawartości tłuszczu i alkoholu; kauczuk silikonowy w połączeniu z modyfikowanym grafitem sprawdza się w sterylnych procesach farmaceutycznych w wysokich temperaturach; PTFE w połączeniu z grafitem węglowym jest stosowany do zastosowań w materiałach korozyjnych i ziarnistych.Teffikospecjalizuje się w czystych uszczelnieniach płynowych, zapewniając wysoce kompatybilne rozwiązania uszczelniające o długiej żywotności dla przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i chemii codziennej, z pełną gamą zgodnych materiałów uszczelniających i dojrzałymi systemami selekcji, zapewniającymi stabilną, niskoenergetyczną i zgodną z przepisami czystą pracę linii produkcyjnych.
