Penyegelan Kursi Silikon vs EPDM: Perbedaan Praktis Melampaui Parameter

Elemen penyegel berada dalam keadaan pra-kompresi untuk waktu yang lama, dikombinasikan dengan pengaruh tekanan sedang dan suhu lingkungan. Creep (deformasi lambat di bawah tekanan jangka panjang) dan kemampuan set kompresi material secara langsung menentukan apakah segel dudukan katup gagal. Perbedaan antara keduanya terlihat jelas pada kondisi penahan tekanan statis atau frekuensi tinggi dalam jangka panjang. Karet silikon berkinerja lebih baik dalam mengendalikan deformasi jangka panjang. Data eksperimen menunjukkan bahwa pada kondisi pengujian 70 jam×150℃, laju deformasi permanen tekan segel dudukan katup silikon hanya 15%-25%, sedangkan segel dudukan katup EPDM memiliki laju deformasi 25%-40% pada suhu yang lebih rendah (70 jam×100℃). Ini berarti bahwa dalam skenario penyegelan statis di bawah suhu tinggi (seperti katup instrumen kecil bersuhu tinggi, komponen Pompa Diafragma Tersegel, generator uap mini), silikon dapat mempertahankan kemampuan pemulihan elastisnya untuk waktu yang lama, bahkan di bawah tekanan yang berkepanjangan, dan kecil kemungkinannya menyebabkan peningkatan besar dalam celah penyegelan presisi karena deformasi permanen. Stabilitas ikatan silikon-oksigen dalam struktur molekulnya membuat material tersebut tidak terlalu rentan terhadap kerusakan rantai molekul atau tergelincir di bawah tekanan terus-menerus, dengan laju mulur yang jauh lebih rendah dibandingkan EPDM, sehingga memenuhi persyaratan penyegelan yang presisi pada dudukan katup kecil dan Elemen Penyegel untuk Katup. Kinerja deformasi jangka panjang karet EPDM lebih dipengaruhi oleh media kerja. Di lingkungan lembab dan panas (seperti katup air panas, pipa uap), segel kursi EPDM memiliki ketahanan uap air yang sangat baik (tingkat penyerapan <1%), dan stabilitas deformasinya bahkan lebih baik daripada silikon karena sedikit ekspansi saat terkena tekanan. Namun, jika bersentuhan dengan media non-polar seperti minyak mineral, EPDM akan mengalami pemuaian volume (laju pemuaian > 50%), dan deformasi tidak dapat diubah setelah tekanan jangka panjang, sehingga secara langsung merusak struktur penyegelan. Selain itu, kemampuan pemulihan deformasi EPDM sensitif terhadap suhu, dan akan mengeras dan retak di atas 100℃, sehingga memerlukan penambahan antioksidan sebagai bantuan. Jika tidak, kemampuan pengendalian deformasi dalam kondisi suhu tinggi jangka panjang akan menurun tajam.

Inti dari penyegelan dudukan katup adalah integritas garis penyegelan (permukaan kontak antara inti katup dan dudukan katup), dan kemampuan retensinya bergantung pada ketahanan aus material, kekuatan sobek, dan sinergi pemulihan elastis, bukan pada parameter kekerasan tunggal. Perbedaan kinerja antara kedua material tersebut signifikan pada frekuensi pembukaan dan penutupan yang berbeda serta lingkungan medium. Karet EPDM memiliki keunggulan lebih besar dalam menahan keausan pada garis penyegelan. Kisaran kekerasan Shore-nya adalah 40-90, dengan kekuatan tarik 10-20 MPa, tingkat pemanjangan patahan 300%-600%, dan pada katup kecil dan presisi yang sering membuka dan menutup (seperti Mini Sealed Valve, miniatur katup penutup presisi, katup gerbang presisi berdiameter kecil, Katup Kontrol Arah), segel dudukan EPDM dapat secara efektif menahan keausan gesekan antara inti katup dan dudukan katup, dan kecil kemungkinannya menimbulkan masalah seperti goresan atau robekan pada garis penyegelan yang tepat. Di luar ruangan atau lingkungan dengan konsentrasi ozon tinggi (seperti katup fluida presisi kecil), meskipun EPDM memerlukan penambahan anti-ozon, karena kejenuhan rantai molekulnya, garis penyegelan kecil kemungkinannya retak karena erosi ozon, dan daya rekat dipertahankan lebih tahan lama, sehingga memenuhi persyaratan penyegelan dudukan katup presisi kecil. Keuntungan karet silikon dalam garis penyegelan terletak pada skenario gesekan rendah dan adhesi suhu rendah. Kisaran kekerasannya bahkan lebih rendah (20-80 Shore A), dan perubahan elastisitasnya kecil pada suhu rendah. Koefisien gesekannya masih tetap rendah pada -50°C, sehingga cocok untuk katup suhu rendah bebas pelumasan (seperti pada sistem rantai dingin). Garis penyegelan dapat melekat erat pada permukaan inti katup dan kecil kemungkinannya kehilangan kontak karena pengerasan suhu rendah. Namun kekuatan tarik karet silikon relatif rendah (hanya 4-10 MPa), dan ketahanan sobeknya lemah. Jika media mengandung kotoran (seperti karat atau partikel pipa), garis segel rentan tergores, dan sulit untuk memperbaiki goresan melalui pemulihan elastis setelah penggunaan jangka panjang. Integritas garis penyegel juga mudah rusak seiring berjalannya waktu. Selain itu, segel dudukan silikon akan menjadi sedikit bubuk di bawah radiasi ultraviolet jangka panjang, yang mengakibatkan penurunan kepatuhan garis segel. Hal ini sangat penting pada katup luar ruangan tanpa pelindung.

Katup industri sering kali menghadapi dampak fluktuasi suhu yang disebabkan oleh perbedaan suhu siang-malam dan pergantian start-stop. Apakah suatu material dapat mempertahankan kinerja penyegelan selama perubahan suhu mendadak bergantung pada ketahanannya terhadap kerapuhan suhu rendah, stabilitas, dan kinerja yang dapat dibalik pada suhu tinggi. Karet silikon memiliki kemampuan beradaptasi yang lebih luas terhadap bersepeda dingin dan panas serta toleransi batas yang lebih kuat. Kelas standarnya memiliki kisaran suhu -60°C hingga 200°C, dan karet silikon fenolik khusus dapat mencapai suhu -100°C. Ia memiliki toleransi suhu tinggi jangka pendek hingga 250°C. Dalam siklus suhu ekstrim (seperti katup miniatur ruang angkasa dengan -40°C hingga 180°C, katup berdiameter kecil pada peralatan pendingin presisi, dan komponen Pompa Hidraulik Tersegel Mikro), segel dudukan katup silikon masih dapat menjaga elastisitas dan integritas garis penyegelan. Eksperimen menunjukkan bahwa karet silikon tidak mengalami perubahan suhu kritis yang signifikan selama siklus dingin dan panas. Bahkan ketika didinginkan hingga mendekati suhu transisi kaca, kinerja penyegelan dapat pulih sepenuhnya setelah pemanasan, dan kebocoran dapat dibalik, tanpa kegagalan penyegelan permanen karena perbedaan suhu yang berulang. Hal ini memenuhi persyaratan ketat untuk menyegel stabilitas dudukan katup yang kecil dan presisi serta Diafragma Kedap Cairan. Performa siklus dingin dan panas karet EPDM sangat dibatasi oleh suhu. Ketahanan suhu jangka panjangnya hanya 120°C, dan suhu puncak jangka pendek adalah 150°C. Rentan terhadap penuaan dan pengerasan di atas 100°C. Dalam siklus suhu tinggi (seperti katup kontrol termal presisi miniatur >120°C dan katup berdiameter kecil pada peralatan pendingin presisi), garis penyegelan secara bertahap akan kehilangan elastisitas karena penuaan material, dan laju kebocoran meningkat seiring dengan jumlah siklus. Dalam hal suhu rendah, suhu kerapuhan kritis tingkat standar EPDM adalah -50°C, dan di bawah suhu ini, gaya penyegelan akan menurun tajam, mengakibatkan saluran bocor, dan diperlukan gemuk pelumas untuk menjaga segel. Namun, karet silikon masih dapat mempertahankan kekuatan penyegelan yang stabil pada suhu -60°C. Dalam siklus suhu sedang (-20°C hingga 60°C, seperti katup pipa AC presisi kecil rumah tangga dan dudukan katup pompa air mini), segel dudukan EPDM memiliki efektivitas biaya yang lebih baik, dan stabilitas kinerja penyegelannya tidak jauh berbeda dengan karet silikon, dan memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap siklus panas basah.

Tidak ada material yang memiliki keunggulan mutlak. Pemilihan harus mengikuti kisaran suhu, tipe sedang, dan frekuensi pembukaan dan penutupan kondisi kerja, daripada mengejar "parameter kinerja tinggi" secara membabi buta: Skenario di mana karet silikon lebih disukai: penyegelan dengan rentang suhu yang luas (-60°C hingga 200°C), penyegelan untuk instrumen/katup presisi suhu tinggi yang kecil, penyegelan untuk dudukan katup presisi bebas pelumasan suhu rendah (seperti katup miniatur dalam sistem rantai dingin), dan penyegelan untuk pompa statis kecil bertekanan tinggi dengan kontrol deformasi jangka panjang persyaratan. Penting untuk menghindari pelarut polar (seperti aseton) dan media yang mengandung kotoran untuk mencegah tergoresnya garis penyegelan yang tepat. Skenario di mana karet EPDM lebih disukai: penyegelan bersepeda suhu sedang (-50 °C hingga 100 °C), penyegelan di lingkungan lembab/uap pada pompa kecil (seperti Pompa Transfer Cairan Tersegel, dudukan katup sirkulasi air panas mini, menara pendingin presisi katup berdiameter kecil), penyegelan untuk pembukaan dan penutupan frekuensi tinggi dan katup kecil media bersih (seperti katup penghenti presisi industri biasa, Katup Periksa dan Non-Kembali), dan persyaratan perawatan tinggi yang sensitif terhadap biaya katup pompa kecil luar ruangan penyegelan. Media non-polar seperti minyak mineral dan bahan bakar harus dihindari.

Perbedaan penyegelan dudukan katup antara karet silikon dan karet EPDM pada dasarnya terletak pada tingkat kesesuaian antara karakteristik struktur molekul material dan kondisi kerja. Karet silikon, dengan kontrol deformasi jangka panjang yang unggul dan kemampuan beradaptasi pada rentang suhu yang luas, cocok untuk kondisi kerja yang keras dan ekstrem; sedangkan EPDM, dengan keunggulan ketahanan aus, ketahanan terhadap panas basah, dan efektivitas biaya tinggi, memiliki keunggulan dalam kondisi rutin. Saat memilih, seseorang harus meninggalkan pola pikir "supremasi parameter" dan fokus pada kinerja jangka panjang dalam penggunaan aktual, untuk mencapai keseimbangan antara keandalan penyegelan dan biaya. Jika Anda masih ragu, Anda dapat menghubungi kami untuk konsultasi: Jack_Pan@doitrubber.com