Znajomość materiałów

Dlaczego do uszczelniania instalacji wodociągowych i rurociągów stosuje się gumę wulkanizowaną?

Q: Jak należy interpretować tabelę porównawczą materiałów?

Poniższe dane mają charakter orientacyjny i nie stanowią specyfikacji. Wartości odkształcenia trwałego po ściskaniu oraz trwałości eksploatacyjnej można dokładnie porównać jedynie wtedy, gdy gatunek materiału, metoda badania, temperatura i geometria próbki są identyczne.

Jakość uszczelki nie jest weryfikowana w momencie jej montażu. Prawdziwym wyzwaniem jest to, jak materiał zachowuje się po wielokrotnym ściskaniu, zmianach temperatury, wahaniach ciśnienia, starzeniu się oraz ekspozycji na działanie rzeczywistego medium.

Omów swoją aplikację Zobacz produkty uszczelniające

Dlaczego właśnie guma wulkanizowana?

Cenimy sobie wytrzymałość charakterystyczną dla lat 80.

Pamiętasz, jak kiedyś trzeba było wymienić kran wcześniej niż uszczelkę?

Planujesz długoterminowe zastosowanie uszczelki gumowej? W takim razie warto zapoznać się z naszą tabelą porównawczą. (Ogólne dane branżowe — mogą wystąpić odchylenia!)

Nieruchomość (montaż pod ciśnieniem, jako uszczelnienie wodne)	Guma wytłaczana średnia rynkowa	TPE średnia rynkowa	Guma wulkanizowana JAEQUAS
Odkształcenie trwałe po ściskaniu (Po montażu jaki procent ściśniętego materiału ulega nieodwracalnemu zniszczeniu — reszta już nigdy nie odzyskuje pierwotnego kształtu.)	40–55%	35–50%	10–14%
Wytrzymałość na rozciąganie	5–8 MPa	5–15 MPa	14 MPa
Wydłużenie przy zerwaniu	150–250%	200–400%	300%
Gęstość	1,10–1,20 g/cm³	0,90–1,10 g/cm³	1,23 g/cm³
Odporność na długotrwałe działanie temperatury — SBR	−28 °C / +76 °C	maks. ok. +50°C	−40 °C / +70 °C
Odporność na długotrwałe działanie temperatury — EPDM	−30 °C / +100 °C	maks. ok. +130°C (TPV!)	−40 °C / +130 °C
Elastyczność po starzeniu	Pogarsza się	Pogarsza się	Pozostaje stabilny
Zgodność z normami	?	?	EN 681-1 ✔
Certyfikacja wody pitnej	?	?	Węgierska certyfikacja wody pitnej
Okres eksploatacji w temperaturze około 30 °C	5–10 lat	3–5 lat	10–30 lat
Żywotność przy temperaturze około 70 °C	2–4 lata	1–2 lata	10–30 lat

Guma to nie tylko guma

Od lat ludzie, gdy po raz pierwszy stykają się z uszczelką z gumy wulkanizowanej, zadają to samo pytanie: “Jaka jest różnica? Guma to przecież guma”. To jedno zdanie jest powodem, dla którego naprawa przynosi efekty tylko krótkotrwałe — bo już po niedługim czasie znów pojawiają się kapiące krany, wycieki i uszczelki, które wysunęły się z miejsca, i tak w kółko.

Nie każda guma jest taka sama. I to nie jest chwyt marketingowy — to fizyka.

Co dzieje się z uszczelką po jej wciśnięciu?

Kiedy uszczelka zostaje ściśnięta — czy to w kranie, złączce węża, czy w kołnierzu — guma zostaje poddana ściskaniu. Nie chodzi o to, czy uszczelnia od razu. Oczywiście, że uszczelnia. Chodzi o to, że jak to będzie wyglądało za sześć miesięcy, dwa lata, pięć lat, dziesięć lat.

Uszczelki gumowe wytłaczane lub tłoczone — takie, jakie można znaleźć w większości tanich zestawów asortymentowych — nie są poddawane procesowi wulkanizacji podczas produkcji. Struktura molekularna tego materiału jest luźno połączona, bez wiązań krzyżowych. W rezultacie powstaje materiał, który wygląda i w dotyku przypomina gumę, ale zachowuje się bardziej jak tworzywo sztuczne.

Natomiast guma wulkanizowana poddawana jest obróbce cieplnej oraz procesowi sieciowania siarką. Cząsteczki tworzą ściśle powiązaną sieć — nie są po prostu ściśnięte, lecz połączone wiązaniami chemicznymi. To właśnie ta różnica sprawia, że żywotność uszczelnienia wydłuża się z 3–5 lat do 10–30 lat.

Odkształcenie trwałe — o czym nikt ci nie mówi

Jest jedna liczba, której większość dystrybutorów starannie unika w opisie produktu: odkształcenie trwałe po ściskaniu, czyli odkształcenie trwałe. Wskaźnik ten określa, w jakim stopniu materiał powraca do swojej pierwotnej grubości po długotrwałym ściskaniu.

Prosty przykład: ściskasz uszczelkę do 3 mm. Dwa lata później — po wahaniach temperatury, impulsach ciśnienia i oddziaływaniu substancji chemicznych — materiał odsprężają się, osiągając grubość zaledwie 1,8 mm. Pozostałe 1,2 mm zostaje utracone. Właśnie dlatego kran zaczyna kapać: nie wraca on na “swoje miejsce”.

Guma rynkowa wytłaczana: odkształcenie trwałe po ściskaniu 40–55% — pod długotrwałym obciążeniem materiał spłaszcza się niemal o połowę i nie wraca do pierwotnego kształtu
TPE: odkształcenie trwałe po ściskaniu 35–50% — podobnie słabe odzyskiwanie, zwłaszcza w wyższych temperaturach
Guma wulkanizowana (JAEQUAS): odkształcenie trwałe po ściskaniu 10–14% — materiał odzyskuje swój kształt, zachowuje go i zapewnia szczelność przez lata

Nie jest to różnica czysto teoretyczna. Jest to różnica między uszczelką, którą trzeba wymienić po dwóch latach, a taką, której nie trzeba wymieniać. Właśnie dlatego nasze uszczelki są w użyciu od dziesięcioleci.

Alternatywy

TPE — ulubieniec współczesnego marketingu i co się za tym kryje

W ostatnich latach na rynku uszczelnień pojawił się kolejny materiał: TPE (elastomer termoplastyczny). Łatwy w produkcji, tani w wytworzeniu i świetnie prezentuje się w opisie produktu. “Elastyczny, wytrzymały, wszechstronny”.”

Rzeczywistość jest bardziej złożona.

TPE to termoplastyczny materiał. Oznacza to, że w wysokich temperaturach — w instalacjach grzewczych, sieciach ciepłowodowych, na zewnętrznych połączeniach narażonych na działanie promieni słonecznych — materiał traci swoją elastyczność i ulega odkształceniu. Najbardziej rozpowszechnione typy styrenowych TPE już zaczynają się rozkładać w temperaturze powyżej 80–95°C — podczas gdy temperatura robocza instalacji grzewczej może osiągnąć 90 °C.

Co więcej, TPE nie zawiera żadnych prawdziwych wiązań chemicznych — cząsteczki są połączone wyłącznie słabymi wiązaniami fizycznymi, które ulegają rozpadowi pod wpływem ciepła. Jest to ten sam zasadniczy problem, co w przypadku gumy wytłaczanej, tylko w bardziej nowoczesnej odsłonie.

W instalacjach grzewczych, obiegach solarnych i zastosowaniach przemysłowych uszczelka z TPE stanowi zagrożenie. Wulkanizowana guma EPDM natomiast nie.

O uszczelkach wycinanych z arkuszy bezazbestowych — szczerze mówiąc

Uszczelki z włókien bezazbestowych — Temasil, Klingersil i podobne — to doskonałe materiały. Zostały opracowane specjalnie z myślą o zastosowaniach w warunkach wysokich temperatur i wysokiego ciśnienia: w przemysłowych instalacjach rurociągowych, przewodach parowych, połączeniach kołnierzowych. Tam, gdzie są potrzebne, nie mają sobie równych.

Jednak w zastosowaniach domowych i sanitarnych — gdzie potrzebna jest uszczelka do kranu, złącze węża lub uszczelka do grzejnika — ujawniają się również wady uszczelek z włókien:

Twardszy materiał: nie przylega idealnie do powierzchni współpracującej, zwłaszcza w przypadku starych, zużytych gwintów
Pęcznieje pod wpływem wilgoci: po dłuższym przebywaniu w wodzie materiał może ulec zmianie
Nieelastyczne: jeśli połączenie się poluzuje, uszczelka z włókna tego nie wyrówna — za to uszczelka gumowa tak

W instalacjach rurowych guma wulkanizowana jest bardziej elastyczna, lepiej dopasowuje się do powierzchni styku i zachowuje szczelność nawet w miarę zużywania się gwintu. Dlatego większość hydraulików wybiera gumę do uszczelnień kranów i kołnierzy: guma wyrównuje nierówności na powierzchni kołnierza.

Jakie zmiany zachodzą podczas wulkanizacji

W trakcie produkcji surowa mieszanka gumowa jest poddawana działaniu ciepła i ciśnienia, w wyniku czego powstaje struktura usieciowana. To właśnie ta struktura decyduje o ostatecznych właściwościach mechanicznych i chemicznych uszczelki i można ją tak zaprojektować, aby zapewnić sprężystość, wytrzymałość mechaniczną, odporność na temperaturę oraz kompatybilność chemiczną.

Ostateczne właściwości zależą jednak od składu materiału, geometrii, twardości, kontroli produkcji oraz warunków użytkowania — dlatego też dobór materiału zawsze musi być dostosowany do konkretnego zastosowania, a nie opierać się wyłącznie na ofercie katalogowej.

Dlaczego jest to przydatne w uszczelnianiu elementów użytkowych

Elastyczne sprężystość pomaga utrzymać nacisk styku po cyklach ściskania
Dobór mieszanki pozwala dostosować uszczelnienie do wody, temperatury, substancji chemicznych lub innych mediów
Indywidualnie ukształtowana geometria może łączyć funkcję uszczelniającą z wzmocnieniem, filtrowaniem lub kompensacją długości
W przypadku gdy części z katalogu nie są odpowiednie, możliwe jest wykonanie elementów o dużych i niestandardowych wymiarach

W rzeczywistości nic nie jest tak płaskie jak na rysunku

Prawidłowo zaprojektowana i wykonana uszczelka wulkanizowana dostosowuje się do tolerancji produkcyjnych rur, kołnierzy i armatury, a jednocześnie jest odporna na wahania ciśnienia, zmiany temperatury oraz obciążenia spowodowane ruchami gruntu.

To właśnie odróżnia uszczelkę, która wytrzymuje lata, od takiej, którą trzeba wymienić już podczas następnego przeglądu. Ma to największe znaczenie w sieciach dystrybucyjnych, komorach, zespołach wodomierzy i przyłączy przemysłowych, gdzie połączenie rzadko jest tak idealne, jak zakłada specyfikacja.

Zgodność z przepisami

Woda pitna i norma EN 681-1

W przypadku zastosowań związanych z wodą pitną i kanalizacją zgodność materiałów należy traktować jako wymóg zakupowy, a nie jako element reklamy. Norma EN 681-1 określa wymagania materiałowe dotyczące uszczelek z gumy wulkanizowanej stosowanych w odpowiednich zastosowaniach związanych z wodą i kanalizacją. W kraju przeznaczenia mogą również obowiązywać krajowe wymagania dotyczące dopuszczenia do stosowania w systemach wody pitnej.

Wybrane związki firmy JAEQUAS posiadają węgierskie zezwolenie na stosowanie w wodzie pitnej. Przed wyborem produktu do stosowania w wodzie pitnej poza Węgrami należy sprawdzić, jakie zezwolenie jest wymagane na danym rynku — zezwolenia nie są automatycznie uznawane w innych krajach europejskich.

Woda pitna — gdzie kompromis nie wchodzi w grę

Osobny rozdział należy poświęcić kwestii, która często jest pomijana w opisach produktów: przydatność do spożycia jako woda pitna.

Nie każdy rodzaj gumy nadaje się do stosowania w instalacjach wody pitnej. W zależności od składu materiału mogą z niego przedostawać się szkodliwe substancje, które w dłuższej perspektywie stanowią zagrożenie dla zdrowia. Dlatego istnieją rygorystyczne certyfikaty europejskie i krajowe:

KTW — Niemcy
WRAS — Wielka Brytania
PZH — Polska
NNGYK — Węgry (krajowy system zatwierdzania)

W przypadku większości dostępnych na rynku niedrogich zestawów uszczelek, żadna z tych certyfikacji nie została wymieniona. Nie dlatego, że jest to zbędne — ale dlatego, że materiał ten nie spełnia wymagań.

Nasze uszczelki z gumy wulkanizowanej posiadają węgierską certyfikację do stosowania w instalacjach wody pitnej i są zgodne z normą europejską EN 681-1. To nie jest hasło marketingowe: EN 681-1 to norma europejska określająca minimalne wymagania mechaniczne i fizyczne dla elementów uszczelniających stosowanych w sieciach wodociągowych i kanalizacyjnych. Tylko produkt, którego materiał rzeczywiście spełnia wymagania tej normy — zarówno pod względem wytrzymałości na rozciąganie, odkształcenia trwałego po ściskaniu, jak i odporności termicznej — może posiadać tę deklarację. Dla każdego, kto montuje uszczelkę w instalacji wody pitnej lub sieci kanalizacyjnej, nie jest to opcjonalny dodatek — to po prostu podstawowy wymóg.

Guma wulkanizowana nie jest droższym rozwiązaniem. Jest to rozwiązanie tańsze — w dłuższej perspektywie.

Jakość i zgodność z przepisami

Odkształcenie trwałe: przydatny parametr, a nie samodzielna ocena

Odkształcenie trwałe po ściskaniu to trwałe odkształcenie pozostające po ściśnięciu próbki elastomeru w określonych warunkach badawczych. Niższe wartości mogą wskazywać na lepszą odkształcalność sprężystą w danym badaniu, jednak wyniki można porównać jedynie wtedy, gdy gatunek materiału, metoda badawcza, temperatura, czas trwania badania oraz geometria próbki są identyczne.

Dane zawarte w powyższej tabeli porównawczej należy zatem traktować jako typowe właściwości materiału, a nie jako gwarantowaną specyfikację dla konkretnego mieszanki. Jeśli trwałość po ściskaniu ma znaczenie dla Państwa specyfikacji, prosimy o podanie nam informacji o zastosowaniu, a my omówimy, jakie wyniki są realistyczne dla danej mieszanki.

Wulkanizowana guma nie zawsze jest jedyną prawidłową odpowiedzią

Para o wysokiej temperaturze, agresywne substancje chemiczne, ekstremalne ciśnienie lub określona norma dotycząca kołnierzy mogą wymagać zastosowania arkusza z włókna, PTFE, grafitu lub innej technologii uszczelniającej. Odpowiednim materiałem jest taki, który jest dostosowany do medium, temperatury, ciśnienia, stanu kołnierza, ruchu, sposobu montażu oraz wymogów normatywnych.

Jeśli do danego zastosowania lepiej sprawdzi się inna technologia, poinformujemy Państwa o tym — a w wielu przypadkach nadal będziemy w stanie wykonać dla Państwa uszczelkę.

Najczęściej zadawane pytania

Czy guma wulkanizowana jest zawsze lepsza od TPE?

Nie. TPE to szeroka rodzina materiałów, a niektóre materiały z grupy TPV zawierają fazę gumową poddaną wulkanizacji dynamicznej. Prawidłowe porównanie należy przeprowadzić w oparciu o konkretne gatunki materiałów i dane badawcze dotyczące danego zastosowania.

Czy firma JAEQUAS może wykonać niestandardową uszczelkę?

Tak, wiele elementów geometrycznych można wykonać zgodnie z wymiarami podanymi przez klienta, zwłaszcza gdy dostępny jest rysunek techniczny lub fizyczny wzór.

Jakie informacje są potrzebne do doboru materiału?

Środek, temperatura, ciśnienie, geometria, ruch, wymagane certyfikaty oraz przewidywane warunki eksploatacji.

Czy norma EN 681-1 zastępuje krajowe zezwolenie na stosowanie w wodzie pitnej?

Nie. Norma EN 681-1 określa wymagania materiałowe dotyczące uszczelnień z gumy wulkanizowanej stosowanych w odpowiednich instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych. Krajowe dopuszczenie do stosowania w instalacjach wody pitnej stanowi odrębny wymóg i nie podlega automatycznemu uznawaniu na rynkach europejskich.

Jak należy interpretować tabelę porównawczą materiałów?

Niniejsze dane mają charakter orientacyjny i nie stanowią specyfikacji. Wyniki dotyczące odkształcenia trwałego po ściskaniu oraz trwałości użytkowej można ściśle porównać jedynie wtedy, gdy gatunek materiału, metoda badania, temperatura i geometria próbki są identyczne. Prosimy skorzystać z tabeli, aby zapoznać się z różnicami między rodzinami materiałów, a następnie zwrócić się do nas o dane dotyczące konkretnego zastosowania.

Podaj nam rodzaj ośrodka, temperaturę i ciśnienie

Zaproponujemy związek chemiczny i geometrię dostosowane do rzeczywistych warunków eksploatacji — lub wskażemy Państwu bardziej odpowiednią technologię uszczelnienia.

Omów swoją aplikację