Sanitárne skrutkové čerpadlámusia spĺňať základné požiadavky vrátane nulovej kontaminácie, ľahkého čistenia, odolnosti voči sterilizácii pri vysokej teplote a nulových zvyškov. Ich tesniace systémy podliehajú náročným procesom, ako je online čistenie CIP (Clean-in-Place), vysokoteplotná sterilizácia SIP (Sterilize-in-Place) a dlhotrvajúce preplachovanie kyselinou a zásadou. Nesprávny výber materiálu môže viesť k opotrebovaniu rotujúcich a stacionárnych krúžkov, napučiavaniu a praskaniu gumových tesnení, korózii kovových komponentov a iným defektom. Tieto problémy budú ďalej spôsobovať únik materiálu, rast baktérií, sekundárnu kontamináciu a zvyšujúce sa náklady na prevádzku a údržbu, čo spôsobí, že výrobné linky nebudú spĺňať štandardy čistej výroby. Preto výber materiálu tesnenia vyžaduje komplexné zváženie odolnosti proti opotrebeniu, odolnosti voči teplote a korózii, sanitárnej kvality a kompatibility pracovných podmienok.
| Materiál tesnenia | Hlavné výhody | Použiteľné scenáre |
|---|---|---|
| EPDM (etylén propylén diénový monomér) | Odolný voči pare, dobrý hygienický výkon, nákladovo efektívny | Médiá na báze vody, ako sú mliečne výrobky, ovocné šťavy a čistá voda |
| Silikónová guma VMQ | Odolnosť voči ultra vysokej teplote, vysoká sterilnosť | Sterilné pracovné podmienky pri vysokej teplote pre liečivá a detskú výživu |
| FKM Fluoroelastomér | Odolný voči olejom, alkoholu, odolný voči zásadám | Potravinové médiá s vysokým obsahom tuku a alkoholu |
| PTFE (polytetrafluóretylén) | Silná odolnosť proti korózii, odolnosť voči časticiam | Kyslé, granulované a korozívne materiály |
| WC Karbid volfrámu | Ultra vysoká odolnosť proti opotrebovaniu, široká všestrannosť | Všeobecné trecie páry pre konvenčné potravinárske a farmaceutické aplikácie |
| SiC karbid kremíka | Nízke trenie, vysoká presnosť odolnosti proti opotrebovaniu | Špičkové sanitárne aplikácie s častými cyklami štart-stop |
| Uhlíkový grafit | Samomazné, odolné voči vysokej teplote a korózii | Pracovné podmienky pri vysokej teplote s malými pevnými časticami |
Trecia dvojica je základná tlaková a opotrebeniu odolná súčasť tesnenia, ktorá pozostáva z rotujúcich a stacionárnych krúžkov. Vyžaduje vysokú pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu a korózii, vynikajúcu vzduchotesnosť a dobrú opracovateľnosť. Hlavné materiály sú nasledovné:
Je to hlavný materiál široko používaný v priemysle, s kobaltom, chrómom a titánom ako hlavnými zložkami a kobaltom ako spojivom. Čím vyšší je obsah kobaltu, tým nižšia je pevnosť materiálu. Bežné triedy zahŕňajú YG-6, YG-8 a YG-15 s tvrdosťou v rozmedzí od 87 do 89,5 HRA. Jeho tvrdosť je 20-krát väčšia ako tvrdosť rýchloreznej ocele. Vyznačuje sa vysokou teplotnou odolnosťou, nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti, nízkym koeficientom trenia a dobrým párovacím výkonom, vhodný pre väčšinu konvenčných pracovných podmienok pri preprave potravín, mliečnych výrobkov a tekutých liečiv.
Tepelne upravená legovaná oceľ (3Cr13, 4Cr13 atď.) sa môže pochváliť zlepšenou odolnosťou a pevnosťou proti opotrebeniu, jednoduchým opracovaním a vysokým nákladovým výkonom, vhodná pre pracovné podmienky s čistou vodou a riedkymi kalmi bez silnej korózie. Železo s vysokým obsahom kremíka má tvrdosť 45–50 HRC a odoláva kyseline sírovej, kyseline dusičnej a organickým kyselinám, napriek tomu nedokáže odolávať silným zásadám a kyseline chlorovodíkovej, použiteľné iba v kyslom prostredí bez silnej alkalickej korózie.
Ide o pokročilý, celosvetovo uznávaný vysoko presný tesniaci materiál, ktorý sa vyznačuje extrémne nízkym koeficientom trenia, vynikajúcou redukciou trenia a odolnosťou proti opotrebeniu, ako aj odolnosťou voči vysokej teplote a korózii. Väčšinou je spárovaný s karbidom volfrámu, aby sa výrazne znížila strata tesnenia, vhodný na prepravu farmaceutických výrobkov a jemných potravín s častými cyklami štart-stop, menšími pevnými časticami a prísnymi hygienickými požiadavkami.
Klasický mäkký trecí párový materiál vyrobený vysokoteplotnou kalcináciou. Jeho inherentné póry vyžadujú pre praktické použitie úpravu impregnáciou a možno ho spárovať s karbidom volfrámu alebo karbidom kremíka. Medzi hlavné triedy patrí čistý uhlíkový grafit M121 (teplotná odolnosť do 350°C), grafit impregnovaný epoxidovou/furánovou živicou (teplotná odolnosť do 200°C) a kovom impregnovaný grafit M232L (teplotná odolnosť do 400°C). Poskytuje samomazanie, nízke trenie, odolnosť proti korózii a ľahké opracovanie, vhodné pre vysokoteplotné pracovné podmienky s malými pevnými časticami.
Elastické komponenty poskytujú stabilný kompenzačný tlak pre tesnenia a ich materiály sa vyberajú podľa skutočných pracovných podmienok: nehrdzavejúca oceľ 1Cr18Ni9Ti a 4Cr13 pre všeobecné korozívne prostredie; fosforový bronz pre morskú vodu a slabo korozívne prostredie; Uhlíková oceľ 65Mn a 60Si2Mn pre prostredie čistej vody pri izbovej teplote bez korózie; 50GV pre aplikácie vysokoteplotných olejových čerpadiel, ktoré účinne bránia úniku tesnenia spôsobeného koróziou a elastickým útlmom.
Výber materiálu zahŕňa štyri kľúčové rozmery: prispôsobenie materiálov dopravovaným médiám, výber materiálov odolných voči teplote v súlade s čistiacimi procesmi CIP/SIP, prispôsobenie tolerancie teploty materiálu prevádzkovej teplote zariadenia a splnenie noriem zhody vrátane FDA/3A pre potraviny a USP pre liečivá.
Medzi bežné poruchy spôsobené nesprávnym výberom materiálu patrí porucha napučiavania EPDM pri kontakte s mazivom, praskanie silikónovej gumy a následná kontaminácia materiálu pri vystavení koncentrovaným kyselinám, únik materiálu v dôsledku nedostatočnej odolnosti bežného PTFE proti opotrebovaniu, krehnutie FKM pri častej vysokoteplotnej sterilizácii a netesnosť tesnenia v dôsledku korózie pružín z uhlíkovej ocele. Všetky tieto zlyhania pramenia z nesúladu medzi pracovnými podmienkami a vybranými materiálmi.
Tesniace systémy pre sanitárne skrutkové čerpadlá vyžadujú úplné prispôsobenie sady; žiadny jeden materiál nemôže vyhovovať všetkým pracovným podmienkam. Presné prispôsobenie materiálu servisnému prostrediu je nevyhnutné. EPDM spárovaný s karbidom volfrámu je preferovaný pre bežné výrobné linky na vodnej báze; FKM spárovaný s karbidom kremíka je vybraný pre médiá s vysokým obsahom tuku a alkoholu; silikónová guma zladená s modifikovaným grafitom je vhodná pre vysokoteplotné sterilné farmaceutické procesy; PTFE kombinovaný s uhlíkovým grafitom sa používa na aplikácie korozívnych a zrnitých materiálov.Teffikosa špecializuje na čisté tesnenie kvapalín, poskytuje vysoko kompatibilné tesniace riešenia s dlhou životnosťou pre potravinársky, farmaceutický a každodenný chemický priemysel s celým radom vyhovujúcich tesniacich materiálov a vyspelých selekčných systémov, ktoré zaisťujú stabilnú, nízku spotrebu a vyhovujúcu čistú prevádzku výrobných liniek.
