Sanitární šroubová čerpadlamusí splňovat základní požadavky včetně nulové kontaminace, snadného čištění, odolnosti proti vysokoteplotní sterilizaci a nulových zbytků. Jejich těsnicí systémy podléhají náročným procesům, jako je online čištění CIP (Clean-in-Place), vysokoteplotní sterilizace SIP (Sterilize-in-Place) a proplachování kyselinou-alkalickou po dlouhou dobu. Nesprávný výběr materiálu může vést k opotřebení rotujících a nehybných kroužků, bobtnání a praskání pryžových těsnění, korozi kovových součástí a dalším vadám. Tyto problémy budou dále způsobovat únik materiálu, růst bakterií, sekundární kontaminaci a rostoucí náklady na provoz a údržbu, takže výrobní linky nesplňují standardy čisté výroby. Výběr materiálu těsnění proto vyžaduje komplexní zvážení odolnosti proti opotřebení, odolnosti vůči teplotě a korozi, sanitární jakosti a kompatibility pracovních podmínek.
| Materiál těsnění | Hlavní výhody | Použitelné scénáře |
|---|---|---|
| EPDM (ethylen propylen dien monomer) | Odolný vůči páře, dobrý hygienický výkon, nákladově efektivní | Média na vodní bázi, jako jsou mléčné výrobky, ovocné šťávy a čistá voda |
| Silikonová pryž VMQ | Odolnost vůči ultra vysokým teplotám, vysoká sterilnost | Sterilní pracovní podmínky při vysokých teplotách pro léčiva a kojeneckou výživu |
| FKM Fluoroelastomer | Odolný vůči oleji, alkoholu, silně odolný vůči alkáliím | Potravinářské médium s vysokým obsahem tuku a alkoholu |
| PTFE (polytetrafluorethylen) | Silná odolnost proti korozi, odolnost proti částicím | Kyselé, zrnité a korozivní materiály |
| WC Karbid wolframu | Ultra vysoká odolnost proti opotřebení, široká všestrannost | Obecné třecí páry pro konvenční potravinářské a farmaceutické aplikace |
| SiC karbid křemíku | Nízké tření, vysoce přesná odolnost proti opotřebení | Špičkové sanitární aplikace s častými cykly start-stop |
| Uhlíkový grafit | Samomazný, odolný vůči vysokým teplotám a korozi | Pracovní podmínky při vysokých teplotách s menšími pevnými částicemi |
Třecí pár je hlavní součástí těsnění, která nese tlak a je odolná proti opotřebení, sestávající z rotujících a stacionárních kroužků. Vyžaduje vysokou pevnost, odolnost proti opotřebení a korozi, vynikající vzduchotěsnost a dobrou obrobitelnost. Hlavní materiály jsou následující:
Je to hlavní materiál široce používaný v celém průmyslu, s kobaltem, chrómem a titanem jako hlavními složkami a kobaltem jako pojivem. Čím vyšší je obsah kobaltu, tím nižší je pevnost materiálu. Mezi běžné třídy patří YG-6, YG-8 a YG-15 s tvrdostí v rozmezí od 87 do 89,5 HRA. Jeho tvrdost je 20krát vyšší než tvrdost rychlořezné oceli. Vyznačuje se vysokou teplotní odolností, nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, nízkým koeficientem tření a dobrým párovacím výkonem, vhodný pro většinu konvenčních pracovních podmínek pro dopravu potravin, mléčných výrobků a tekutých léčiv.
Tepelně zpracovaná legovaná ocel (3Cr13, 4Cr13 atd.) se může pochlubit zlepšenou odolností proti opotřebení a pevností, jednoduchým obráběním a vysokými náklady, vhodná pro pracovní podmínky s čistou vodou a řídkými kaly bez silné koroze. Železo s vysokým obsahem křemíku má tvrdost 45–50 HRC a odolává kyselině sírové, kyselině dusičné a organickým kyselinám, přesto nemůže odolat silným zásadám a kyselině chlorovodíkové, použitelné pouze v kyselém prostředí bez silné alkalické koroze.
Jedná se o pokročilý vysoce přesný těsnicí materiál, celosvětově uznávaný, vyznačující se extrémně nízkým koeficientem tření, vynikajícím snížením tření a odolností proti opotřebení, jakož i odolností vůči vysokým teplotám a korozi. Je většinou spárován s karbidem wolframu, aby se výrazně snížila ztráta těsnění, vhodný pro dopravu farmaceutických a jemných potravin s častými cykly start-stop, menšími pevnými částicemi a přísnými hygienickými požadavky.
Klasický měkký třecí párový materiál vyrobený vysokoteplotní kalcinací. Jeho inherentní póry vyžadují pro praktické použití úpravu impregnací a lze jej spárovat s karbidem wolframu nebo karbidem křemíku. Mezi hlavní třídy patří čistý uhlíkový grafit M121 (teplotní odolnost do 350°C), grafit impregnovaný epoxidovou/furanovou pryskyřicí (teplotní odolnost do 200°C) a grafit impregnovaný kovem M232L (teplotní odolnost do 400°C). Poskytuje samomazání, nízké tření, odolnost proti korozi a snadné obrábění, vhodné pro vysokoteplotní pracovní podmínky s menšími pevnými částicemi.
Elastické komponenty zajišťují stabilní kompenzační tlak pro těsnění a jejich materiály jsou vybírány podle skutečných pracovních podmínek: nerezová ocel 1Cr18Ni9Ti a 4Cr13 pro obecná korozivní prostředí; fosforový bronz pro mořskou vodu a slabě korozivní prostředí; uhlíková ocel 65Mn a 60Si2Mn pro prostředí čisté vody při pokojové teplotě bez koroze; 50GV pro aplikace s vysokoteplotním olejovým čerpadlem, které účinně brání úniku těsnění způsobenému korozí a elastickým útlumem.
Výběr materiálu zahrnuje čtyři klíčové dimenze: přizpůsobení materiálů dopravovaným médiím, výběr materiálů odolných vůči teplotě vyhovující čisticím procesům CIP/SIP, přizpůsobení teplotní tolerance materiálu provozní teplotě zařízení a splnění norem shody včetně FDA/3A pro potraviny a USP pro léčiva.
Mezi běžné poruchy způsobené nevhodným výběrem materiálu patří bobtnání EPDM při kontaktu s mazivem, praskání silikonové pryže a následná kontaminace materiálu při vystavení koncentrovaným kyselinám, únik materiálu v důsledku nedostatečné odolnosti běžného PTFE proti opotřebení, křehnutí FKM při časté vysokoteplotní sterilizaci a netěsnost těsnění v důsledku koroze pružin z uhlíkové oceli. Všechny tyto poruchy pramení z nesouladu mezi pracovními podmínkami a vybranými materiály.
Těsnící systémy pro sanitární šroubová čerpadla vyžadují úplné přizpůsobení sady; žádný materiál nemůže vyhovovat všem pracovním podmínkám. Přesné sladění materiálu s prostředím služeb je zásadní. EPDM ve spojení s karbidem wolframu je preferován pro běžné výrobní linky na vodní bázi; FKM spárovaný s karbidem křemíku je vybrán pro média s vysokým obsahem tuku a alkoholu; silikonový kaučuk s modifikovaným grafitem se hodí pro vysokoteplotní sterilní farmaceutické procesy; PTFE v kombinaci s uhlíkovým grafitem se používá pro aplikace v korozivních a granulovaných materiálech.Teffikose specializuje na těsnění čistých kapalin a poskytuje vysoce kompatibilní těsnicí řešení s dlouhou životností pro potravinářský, farmaceutický a každodenní chemický průmysl s celou řadou vyhovujících těsnících materiálů a vyspělých systémů výběru, které zajišťují stabilní, s nízkou spotřebou a vyhovující čistý provoz výrobních linek.
