Кольца FKM — FPM — Viton

FKM FPM Viton Rings

Кольца FKM применяются в герметичных узлах, где недопустимы утечки и требуется сопротивление агрессивным средам.

Типовые области — машиностроение, энергетика, нефтехимия, фармацевтика, пищевая промышленность.

Диапазон твёрдости — от 60 до 90 единиц по Шору A. Конструкция соответствует ISO 3601 и ГОСТ 9833-73.

Конструкция и принцип герметизации

Конструкция кольца FKM повторяет форму классических O-колец. Герметизация достигается за счёт предварительного сжатия в канавке. При этом создаётся уплотняющий контакт между кольцом и сопрягаемыми поверхностями. В динамических соединениях важна стабильность формы и сопротивление истиранию, в статических — долговременная деформация с сохранением геометрии.

Материалы

Фторэластомеры классифицируются по типу мономеров, уровню фторирования и способу сшивки. Основные группы:

• стандартные сополимеры VDF-HFP (например, Viton A)
• термостойкие терполимеры VDF-HFP-TFE (например, Viton B)
• улучшенные фторированные композиции с низким содержанием гелия (например, Viton GF)

Каждая марка отличается:

• уровнем химической стойкости
• температурной стабильностью
• пластичностью при низких температурах
• стойкостью к вакууму, радиации

Промышленная классификация по производителям:

• Viton (DuPont) — эталон качества. Содержит до 70% фтора. Применяется в оборонной и авиационной промышленности.
• Dyneon (3M) — повышенная химическая стойкость. Применяется в реакторах, хранилищах агрессивных реагентов.
• Zhejiang NH, Jinzhou Kangtai — китайские марки, идентичные ASTM-стандартам. Рекомендуются для вторичных узлов и ремонтов.

В зависимости от условий эксплуатации подбираются следующие типы сшивки:

• диаминная — эластичность, стабильность формы
• пероксидная — стойкость к кислотам, окислению, длительному нагреву
• бисфенольная — прочность в вибрационных узлах

Для узлов с экстремальными параметрами — наличие фторированных наполнителей (графит, PTFE, керамика). Такие композиции устойчивы к разрушению при температуре до 230 °C.

Все материалы соответствуют спецификациям ISO 3601, ГОСТ 9833-73 и техническим условиям отраслей. Степень фторирования влияет на стоимость, однако прямо пропорциональна устойчивости к агрессивным средам.

Технические характеристики FKM-компаундов подбираются индивидуально — в зависимости от условий эксплуатации, требуемой стойкости и совместимости с рабочей средой.

Рекомендуется согласовывать подбор состава с инженерами, если среда включает кислотные пары, бензол, кетоны, а также при давлениях свыше 15 МПа.

Типовые характеристики FKM-компаундов

Марка	Температурный диапазон	Твёрдость Shore A	Условия эксплуатации
FKM 60	–10…+230°C (до 260°C пиковая)	60	Контакт с маслосодержащими средами. Стандартные условия в машиностроении.
FKM 70	–20…+205°C	70	Среды без агрессивной химии. Статические узлы.
FKM 75	–20…+205°C	75	Повышенные нагрузки и температура. Работа в герметичных корпусах.
FKM 75 Extreme	–25…+215°C	75	Контакт со щелочами, аминами, растворителями. Повышенное давление.
FKM 75 FDA	–15…+204°C	75	Узлы с прямым контактом с пищевыми продуктами. Сертифицированные производства.
FKM 90	–20…+205°C	90	Высокое давление. Статические уплотнения в силовых установках.
FKM 90 AED	–30…+250°C статически / –15…+220°C динамически	90	Взрывная декомпрессия. Низкая остаточная деформация при переменных нагрузках, нагреве.

Функции и режимы эксплуатации

Кольца FKM обеспечивают герметизацию в условиях воздействия агрессивных химических веществ, перепадов давления и температуры, механических колебаний. Их применяют в герметичных узлах оборудования, где обычные эластомеры быстро теряют эластичность.

Режимы эксплуатации включают:

• Температурный диапазон: –25…+200°C (кратковременно до +230°C); термостойкие марки допускают контакт с паром до +250°C
• Давление: до 20 МПа при статике, до 15 МПа при динамике; ограничение зависит от твёрдости компаунда и качества посадочной канавки
• Скорость перемещения: до 0,5 м/с (в зависимости от смазки, типа поверхности)
• Частота циклов: FKM сохраняет форму до 1 млн циклов при неразрушающей деформации

Типовая таблица режимов эксплуатации:

Параметр	Критическое значение	Меры компенсации
Температура > +200°C	1000 ч непрерывно	Peroxide cure, Viton Extreme
Давление > 20 МПа	циклическое	Увеличение толщины сечения, твёрдость > 85
Механическая вибрация	> 2 мм/с виброускорения	Добавка армирующих наполнителей
Скорость вращения	> 1 м/с	Смазка, модифицированное покрытие

Параметры герметизации зависят от точности обработки канавки, класса шероховатости, угла посадки. Кольцо не должно быть подвергнуто кручению, излишнему растяжению, неравномерному сжатию.

Подбор выполняется с учётом:

• амплитуды температурных колебаний
• агрессивности среды (pH, состав, газовая фаза)
• длительности контакта (непрерывный/циклический)
• профиля сопрягаемых поверхностей

Для высокотемпературных узлов применяются кольца с добавками PTFE или углеродных наполнителей. Это снижает трение и минимизирует истирание при сухом контакте.

В условиях вакуума важна минимальная газопроницаемость. Марки с высокой фторированностью подходят для систем вакуумирования в полупроводниковой промышленности.

В конструкции с пульсирующим давлением необходимо предварительное тестирование на фреттинг и резонансные колебания. Выбор сечения и твёрдости требует точного инженерного расчёта.

Особенности при высоких нагрузках и температурах

Фторкаучуковые кольца эксплуатируются в условиях, где возможны резкие температурные колебания, пульсирующее давление и контакт с агрессивными реагентами. При превышении температуры +180°C активируются процессы термоокислительной деградации, ведущие к потере эластичности. В таких случаях применяются марки Viton GF, Extreme, либо композиции с пероксидной сшивкой.

Нагрузочные параметры влияют на срок службы:

• Длительный нагрев вызывает разупорядочение макромолекул и поверхностное стеклование. При превышении +220°C более 1000 часов — необходим термостабильный состав.
• Пульсирующее давление (5–20 МПа, с частотой более 1 Гц) может привести к фреттингу. Для компенсации — выбор твёрдости 85–90 по Шору A.
• Химическое старение ускоряется при воздействии паров HCl, H2SO4, HNO3. Для таких условий необходима предварительная проверка по стандарту ISO 1817.

Таблица чувствительности FKM к нагрузкам:

Параметр	Критическое значение	Меры компенсации
Температура > +200°C	1000 ч непрерывно	Peroxide cure, Viton Extreme
Давление > 20 МПа	циклическое	Увеличение толщины сечения, твёрдость > 85
Механическая вибрация	> 2 мм/с виброускорения	Добавка армирующих наполнителей
Скорость вращения	> 1 м/с	Смазка, модифицированное покрытие

Дополнительные решения:

• нанесение графитовых или PTFE-плёнок
• применение кольцевых опор (back-up rings) для предотвращения экструзии
• установка в канавки с ограничителями осевого перемещения

Важно избегать сочетания нескольких стресс-факторов без предварительного расчёта. Например, кольцо Viton A может выдержать +200°C или 20 МПа по отдельности, но не совместно.

При циклических нагрузках (например, в гидроцилиндрах) необходима смазка для снижения трения. Рекомендуемые смазки: силиконовые или фторсодержащие составы, совместимые с материалом кольца.

В машиностроении для таких условий разрабатываются индивидуальные профили с многокомпонентными FKM-составами. Выбор должен быть подтверждён термоциклическими испытаниями (тип ISO 815-1).

Практические рекомендации

1. Проверить химическую совместимость FKM с рабочей средой. При наличии агрессивных кислот — применять Viton GF или Extreme.
2. Выбрать тип канавки согласно ISO 3601-2: глубина, ширина и радиусы сопряжения должны соответствовать допускам.
3. Избегать деформации кольца при установке. Недопустимо перекручивание, изгиб или растяжение более 5%.
4. Допустимый процент сжатия: 20–25% при статике, 10–15% при динамике. Превышение вызывает ускоренное старение.
5. Смазка на основе силиконовых масел облегчает монтаж, снижает риск повреждения. Для чистых сред — использовать фторсодержащие составы.
6. Не допускается контакт с этиленгликолем при температуре выше +130°C — возможно разрушение цепей сшивки.
7. В узлах с давлением >15 МПа рекомендуется установка опорных колец (back-up rings) из полиамида или PTFE.
8. Не использовать FKM в контакте с горячими аминами, эфирами и кетонами — требуется предварительное тестирование.
9. При монтаже в пазы с нестандартной геометрией — учитывать температурное расширение металла и сжатие фторкаучука.
10. Контроль срока хранения: не более 10 лет при +15…+25°C и влажности до 65%, в оригинальной герметичной упаковке.

Каталог ISO-типоразмеров O-колец размещён на отдельной странице. Подбор осуществляется по внутреннему диаметру, толщине сечения и параметрам узла.

Технический FAQ

Чем отличаются кольца FKM и FPM?

Обозначения идентичны: FKM — по ASTM, FPM — по ISO.

Можно ли использовать кольца Viton при +220°C?

Да, кратковременно. Для длительного воздействия необходимы марки Viton GF, Extreme или аналоги с термостабильной сшивкой.

Какой диаметр сечения кольца рекомендован?

Выбирается по канавке: 1,78–6,99 мм — стандартные типоразмеры ISO 3601.

Какой срок службы кольца FKM в насосе?

До 5 лет при соблюдении условий эксплуатации и отсутствия агрессивных реагентов.

Можно ли ставить FKM в пневматические узлы?

Да, при отсутствии контакта с водяным паром и температурах ниже +180°C.

Какая твёрдость оптимальна для уплотнений с давлением выше 15 МПа?

85–90 единиц по Шору A. Важно наличие опорных колец.

Какой тип смазки допустим при монтаже?

На силиконовой или фторной основе. Нефтяные смазки не рекомендуются для чистых производств.

Есть ли совместимость FKM с дизтопливом и бензолом?

Да, особенно у компаундов Viton B и GF с высоким содержанием фтора.

Влияет ли вакуум на срок службы?

Да. Низкое давление увеличивает дегазацию. Требуются марки с низкой проницаемостью (Dyneon, Viton Extreme).

Каковы условия хранения колец FKM?

Температура +15…+25°C, влажность < 65%, в тёмной упаковке. Хранение более 10 лет недопустимо.

Подходят ли китайские аналоги Viton?

Для вторичных и нестабильных сред — да. В критичных узлах требуется тестирование на соответствие ASTM D1414.

Существуют ли пищевые компаунды FKM?

Да. Специальные марки сертифицированы по FDA, EU 1935/2004. Цвет — обычно белый или голубой.

Поставки и конфигурации фторкаучуковых колец

Наш каталог содержит кольца FKM с типоразмерами от 1,5 мм до 250 мм по внутреннему диаметру. Поставки — по запросу. Возможно изготовление нестандартных конфигураций. Технические паспорта прилагаются. Условия хранения — согласно ISO 2230: t ≤ +25°C, U ≤ 65%.

Текущие позиции поддерживаются на складе. Остальные — под заказ. Отгрузка возможна в течение 1–3 рабочих дней при наличии. Производственные сроки — от 10 до 25 рабочих дней.

С этим товаром заказывают

Наименование	Назначение
Защитные кольца (Back-up Rings)	Предотвращают экструзию FKM-колец при давлении выше 15 МПа.
Смазки фторсодержащие и силиконовые	Обеспечивают безопасный монтаж. Не вступают в реакцию с фторэластомером.
Калибры и шаблоны для проверки канавок	Обеспечивают контроль соответствия ISO 3601 и ГОСТ 9833 при установке.
Наборы FKM-колец по типоразмерам	Закупаются цехами и сервисами для быстрой замены без простой оборудования.

Резюме

Кольца из фторкаучука (FKM, FPM, Viton) применяются в условиях повышенных температур, химической агрессии, вакуума, механических нагрузок. Основными критериями выбора являются:

• состав и структура сшивки (диаминная, пероксидная, термостабильная);
• тип среды и диапазон температур (до +230°C при кратковременном нагреве);
• требования по герметичности, скорости и давлению в узле;
• типоразмер по ГОСТ 9833 или ISO 3601;
• твёрдость по Шору A (от 70 до 90 — зависит от давления и формы паза).

Для агрессивных сред — предпочтительны марки с высоким содержанием фтора и пероксидной вулканизацией. При давлении выше 15 МПа рекомендуется установка опорных колец и проверка прочностных характеристик по ISO 815.

FKM-материалы чувствительны к кетонам, эфирам и горячим аминам — выбор требует консультации с техническим специалистом.

Промышленная практика подтверждает устойчивость FKM-колец к износу, термоокислению, деградации при условии корректного подбора посадки и условий эксплуатации. Их применение снижает риск утечек, увеличивает межсервисные интервалы, повышает надёжность уплотнённых узлов.