FFKM ve Kalrez®: Mekanik Salmastrada Elastomer Seçimi

FFKM, tam florlanmış bir omurgaya sahip perfloroelastomerdir ve mekanik salmastranın ikincil sızdırmazlık elemanlarında son çare malzeme olarak kullanılır. Elastomerler arasında en geniş kimyasal dirence ve en yüksek sıcaklık sınırına sahiptir; NBR, EPDM ve FKM'nin şiştiği, sertleştiği veya çatladığı agresif ve karışık akışkanlarda salmastrayı ayakta tutar. Bu üstünlüğün bedeli yüksek birim maliyettir.

Sahada erken salmastra arızalarının önemli bir kısmı yüzey çiftinden değil, ikincil sızdırmazlık elemanının (o-ring, körük, kama conta) bozulmasından kaynaklanır. Yüzey malzemesi doğru seçilmiş olsa bile akışkanla uyumsuz bir o-ring birkaç haftada şişer, sertleşir ve salmastrayı durdurur. Elastomer kararı bu yüzden yüzey çifti kararı kadar belirleyicidir.

Bu rehber FFKM'nin FKM'den kimyasal olarak nerede ayrıldığını, Kalrez® gibi marka adlarının jenerik FFKM ile ilişkisini, dört elastomer sınıfının sıcaklık ve kimyasal uyumluluğunu ve seçim kontrol listesini verir. Salmastra tiplerinin sınıflandırması için mekanik salmastra çeşitleri, yüzey ve metalik bileşenler dahil genel görünüm için sızdırmazlık ürünlerinde malzeme seçimi rehberine bakabilirsiniz.

FKM (florokarbon kauçuk), vinilidenflorür esaslı bir kopolimerdir; zincirinde hâlâ karbon-hidrojen bağları bulunur. Bu bağlar malzemeye iyi bir yağ ve hidrokarbon direnci verir, ancak ketonlar, esterler, aminler ve sıcak buhar tam bu noktadan atak eder. FKM'nin zayıf yönlerinin büyük bölümü bu hidrojenli bölgelerle açıklanır.

FFKM'de omurga tamamen florludur. Tetrafloroetilen ile perflorometilvinil eter, çapraz bağ noktası oluşturan üçüncü bir monomerle birlikte polimerleştirilir; zincirde atağa açık karbon-hidrojen bağı kalmaz. Sonuç, PTFE'ye yakın bir kimyasal dirence sahip, buna karşılık elastomer esnekliğini ve geri yaylanmasını koruyan bir malzemedir.

Bedeli üç başlıkta toplanır. Birim maliyet diğer elastomerlerin belirgin biçimde üzerindedir; standart kalitelerin düşük sıcaklık esnekliği sınırlıdır ve soğuk hatlar için ayrı kaliteler gerekir; basınçlı gaz servisinde ani basınç düşümü patlamalı dekompresyona yol açabilir, bu nedenle dekompresyona dirençli kaliteler ayrıca belirtilir. FFKM'de kalite seçimi, malzeme sınıfını seçmek kadar önemlidir.

Kalrez®, DuPont'un tescilli markasıdır ve FFKM sınıfındaki ürünlerinden birini tanımlar; malzemenin jenerik adı değildir. Jenerik ad FFKM veya perfloroelastomerdir. Arama kutusuna "kalrez" yazan bir bakım mühendisi çoğu zaman markayı değil, FFKM sınıfı bir ikincil sızdırmazlık elemanını arar.

Aynı ayrım FKM tarafında da geçerlidir: Viton®, The Chemours Company'nin FKM elastomerleri için tescilli markasıdır ve Türkçe aramalarda sık geçen "viton salmastra" ifadesi pratikte FKM elastomerli mekanik salmastra anlamında kullanılır.

Şartnameye marka adı yazmak tedarik zincirini gereksiz biçimde daraltır. Doğru pratik, jenerik sınıfı ve gereksinimi yazmaktır: elastomer sınıfı FFKM, çalışma sıcaklığı, temas edecek akışkanların listesi, gerekiyorsa gıda teması veya dekompresyon direnci notu. Kalite seçimi bundan sonra tedarikçiyle birlikte yapılır.

Bir mekanik salmastrada birincil sızdırmazlığı dönen ve sabit yüzey çifti sağlar. Elastomer ise ikincil sızdırmazlık elemanıdır: dönen yüzüğü mil veya kovan üzerinde, sabit yüzüğü gövde içinde sızdırmaz tutar. Uygulamaya göre o-ring, elastomer körük veya kama conta biçiminde kullanılır; o-ring ve kama contalı montaj IS-1 Istanbul gibi endüstriyel serilerde ürün verisinde de listelenir.

Bu eleman statik görünse de statik değildir. Yüzeylerin aşınmayı ve mil hareketini izleyebilmesi için dönen yüzüğün eksenel yönde birkaç milimetre kayması gerekir; o-ring bu kaymayı takip eder. Sertleşmiş veya şişmiş bir elastomer bu hareketi kilitler, yüzeyler teması kaybeder ve kaçak yüzey çiftinden değil, elastomerden başlar.

Elastomer arızaları beş biçimde görülür: akışkanın polimere girmesiyle şişme ve boyut artışı; sıcaklık veya oksidasyonla sertleşme ve çatlama; boşluk genişse yüksek basınçta ekstrüzyon; basınçlı gaz servisinde ani tahliye sonrası patlamalı dekompresyon; uzun süreli sıkıştırma altında geri yaylanmanın kaybolması, yani kalıcı deformasyon. Beşi de malzeme, akışkan ve sıcaklık üçlüsünün yanlış eşleşmesinden doğar.

Aşağıdaki değerler kaliteye bağlı yaklaşık aralıklardır ve nitel bir ön eleme aracıdır; kesin sınırlar üretici malzeme belgesinden doğrulanmalıdır. DIN 24960 ve EN 12756, elastomer sınıflarını harf koduyla tanımlar; yaygın karşılıklar P = NBR, E = EPDM, V = FKM, K = FFKM ve T = PTFE biçimindedir.

FFKM kararı tek bir kimyasalla değil, çalışma zarfının tamamıyla verilir. Agresif kimyasalın yüksek sıcaklıkla birleştiği hatlar ilk gruptur: FKM'nin sıcaklık sınırına yaklaşan ve aynı anda amin, keton veya kostik taşıyan kimya prosesleri standart elastomerlerle çalışmaz.

İkinci grup karışık ve değişken akışkanlardır. Aynı pompanın sırayla asit, çözücü ve yıkama suyu taşıdığı hatlarda tek bir elastomerin bütün listeyle uyumlu olması gerekir; FFKM bu listeyi tek başına karşılayabilen sınıftır. Çözücü değişimi yapılan çok amaçlı reaktör hatları da bu gruba girer.

Üçüncü grup temizlik ve emisyon gereksinimleridir. Sıcak kostik ile yürütülen CIP ve buharlı SIP döngüleri elastomeri her partide sıcak alkali ve buhara maruz bırakır; FDA uyumlu gıda teması kaliteleri de mevcuttur. Kaçak emisyonun ölçüldüğü ve ISO 15848-1 kapsamında sınıflandırılan servislerde elastomerin kalıcı deformasyona direnci, istenen sızdırmazlık sınıfının korunmasını etkileyen elastomer özelliklerinden biridir.

FFKM'yi gerekmediği yerde kullanmak, bütçeyi hiçbir ömür kazancı sağlamadan tüketir. Temiz su, kazan besi suyu ve nötr endüstriyel akışkanlarda NBR veya EPDM sınırların çok altında çalışır. Sıcak su, buhar ve kostik temizlik ağırlıklı gıda ve içecek hatlarında EPDM zaten doğru sınıftır; bu ortamlarda FKM'den daha iyi davranır.

Mineral yağ, hidrolik akışkan, yakıt ve genel hidrokarbon servisinde FKM yeterli ve ekonomiktir; sıcaklık FKM'nin yaklaşık üst sınırının altında kalıyorsa FFKM'ye geçmek için teknik bir gerekçe yoktur. FFKM'yi ayıran şey tek bir akışkan değil, akışkan listesinin genişliği ile sıcaklığın birlikte yükselmesidir.

Aşağıdaki yedi soru cevaplandığında geriye genellikle tek bir elastomer sınıfı kalır. Sorular sırayla ele alınır; iki madde farklı sınıfları işaret ederse daha kısıtlayıcı olan kazanır.

• Akışkan listesinin tamamı yazıldı mı? Proses akışkanı kadar yıkama, temizlik ve devreye alma sıvıları da elastomerle temas eder; listenin en agresif kalemi seçimi belirler.
• Sıcaklık tepe değeri ne? Sürekli çalışma sıcaklığı değil, CIP/SIP döngüsü veya kısa kuru çalışma sırasındaki tepe sıcaklık esas alınır.
• En düşük sıcaklık ne? Soğuk depo ve kış şartlarında standart FFKM kalitelerinin esnekliği sınırlıdır; düşük sıcaklık kalitesi ayrıca istenir.
• Hidrokarbon mu, polar çözücü mü? Hidrokarbon ağırlıklıysa FKM, sıcak su ve polar çözücü ağırlıklıysa EPDM; ikisi aynı hatta varsa FFKM.
• Gıda, içecek veya ilaç teması var mı? FDA uyumlu gıda teması kaliteleri hem EPDM hem FFKM tarafında bulunur; sınıf kararı yine akışkan ve sıcaklığa göre verilir.
• Basınçlı gaz veya ani basınç düşümü var mı? Varsa dekompresyona dirençli kalite ve uygun oluk geometrisi istenir; aksi hâlde elastomer içeriden çatlar.
• Maddeler çelişiyorsa ne yapılır? Sıcaklık FKM'yi, temizlik kimyası EPDM'yi işaret ediyorsa iki sınıf da tek başına yetmez; bu durumda FFKM tek ortak çözümdür ve maliyet farkı ömür üzerinden değerlendirilir.

Meccanotecnica Umbra Turkey, İtalyan mekanik salmastra üreticisi Meccanotecnica Umbra S.p.A.'nın Türkiye şirketidir. İstanbul İkitelli OSB'den; otomotiv, beyaz eşya ve endüstriyel pompalar için mekanik salmastra, yumuşak salmastra, conta ve döner mafsal üretir ve tedarik eder.

Ürün verisinde FFKM seçeneği Carrara markalı Valgasket O-Ring'de listelenir; mekanik salmastra serilerinde listelenen elastomerler NBR, EPDM ve FKM'dir. Aşağıdaki tablo bu seçenekleri ve ürünlerin kendi sınır değerlerini verir. Yüzey çifti tarafındaki karşılaştırma için silisyum karbür ve tungsten karbür yazısına bakabilirsiniz.

Seri bazında elastomer ve yüzey seçenekleri ile teknik PDF'ler için ürün kataloğunu inceleyin; akışkan listesi, tepe sıcaklık ve basınç paylaşıldığında uygun elastomer sınıfı ve kalite birlikte belirlenir.