Escolha um vedante para válvula pneumática aprovando um composto específico para uma posição e uma exposição específicas na válvula, em vez de considerar NBR, HNBR ou FKM universalmente superior. A decisão deve incluir o fluido de serviço, a concentração, a temperatura, o tempo de contacto, a pressão, o movimento, o lubrificante e as provas necessárias. O nome de uma família de polímeros é apenas o início desse registo.
Esta distinção evita dois erros comuns. Um material pode resistir ao fluido principal e, ainda assim, falhar após o contacto com substâncias secundárias, como massa de montagem combinada com óleo arrastado do compressor, condensado e produtos químicos de lavagem. A mesma válvula pode utilizar vedantes dinâmicos da corrediça juntamente com vedantes do piloto e O-rings estáticos do corpo que não estão sujeitos às mesmas condições de serviço.
Material de vedação para válvulas pneumáticas significa o composto polimérico e o formato de vedante especificados para utilização numa posição definida da válvula; composto significa a formulação controlada pelo fornecedor, incluindo o polímero de base, o sistema de cura, as cargas, os plastificantes, os auxiliares de processamento, os corantes e a dureza.
Principais conclusões
- NBR, HNBR e FKM identificam famílias de materiais, não compostos aprovados.
- Registe 8 dados de funcionamento antes de consultar uma tabela de compatibilidade.
- As tabelas de temperatura fornecem dados de pré-seleção, não valores nominais da válvula.
- Valide o vedante, o lubrificante, os componentes e as condições de serviço exatos antes da aprovação.
O que especificam realmente NBR, HNBR e FKM?
A ISO 1629:2025 é a quinta edição da norma internacional de nomenclatura para abreviaturas de borrachas. Define símbolos com base na química da cadeia polimérica, o que torna NBR, HNBR e FKM nomes de família úteis sem definir, para cada família, uma única dureza, um sistema de cura, um pacote de aditivos, uma cor ou o desempenho da válvula acabada (ISO 1629:2025, consultada em 22 de julho de 2026).
NBR é borracha de nitrilo-butadieno. O teor de acrilonitrilo afeta a resistência ao óleo e a flexibilidade a baixa temperatura, enquanto o sistema de cura e os aditivos alteram o envelhecimento, a deformação permanente por compressão, o atrito e o comportamento de extração. Por conseguinte, dois vedantes NBR pretos podem comportar-se de forma diferente na mesma válvula.
HNBR é borracha de nitrilo-butadieno hidrogenada. A hidrogenação reduz a insaturação na cadeia principal do NBR, o que geralmente melhora a resistência ao calor, ao ozono e ao envelhecimento. Esta alteração não torna todos os compostos HNBR compatíveis com todos os solventes, produtos de limpeza, lubrificantes ou ciclos de vapor.
FKM identifica uma família de fluoroelastómeros. Viton™ é uma marca comercial da Chemours para várias famílias de produtos FKM, não um nome genérico para todos os compostos FKM. A Chemours distingue as variantes A, B, F, ETP e de baixa temperatura porque a resistência aos fluidos, os sistemas de cura, a deformação permanente por compressão e a flexibilidade a baixa temperatura são diferentes (Guia de seleção Viton da Chemours, consultado em 22 de julho de 2026).
A cor não comprova a composição química.
Os fornecedores podem colorir um composto para o identificar, mas não existe uma regra universal segundo a qual o NBR é preto, o HNBR é verde ou o FKM é castanho; inclua o fabricante, o código do composto, a dureza, o perfil do vedante e a rastreabilidade do lote no registo de aprovação.
A identificação da família de polímeros responde a uma pergunta: qual foi a química de partida? Uma especificação de compra deve responder a mais três: qual foi o composto moldado, qual foi a geometria de vedante fornecida e onde irá funcionar na válvula?
As posições dos vedantes na válvula criam cargas diferentes
O catálogo VXA21/22 da SMC oferece opções NBR, FKM e EPDM para configurações de ar, água, óleo e vácuo. Também especifica massa lubrificante para peças deslizantes e de serviço em vácuo, demonstrando por que motivo a aprovação deve seguir a opção exata da válvula (SMC VXA21/22, consultado em 22 de julho de 2026).
O nome de uma família de materiais não basta para aprovar a válvula completa.
Os vedantes dinâmicos da corrediça deslizam repetidamente e devem manter níveis aceitáveis de atrito, desgaste e fuga durante todo o ciclo de comutação. Um obturador ou diafragma, pelo contrário, flete ou assenta, enquanto os O-rings estáticos do corpo dependem sobretudo da compressão, da deformação permanente por compressão, da exposição ao fluido e da geometria da união; os vedantes do piloto podem estar sujeitos a uma pressão, um lubrificante e um fornecimento de ar diferentes dos existentes na via de fluxo principal.
| Posição do vedante na válvula | Função principal | Questões que determinam a aprovação do material |
|---|---|---|
| Vedante dinâmico da corrediça | Separar as portas durante o deslizamento | Atrito, desgaste, retenção da massa, partículas, frequência de comutação, fuga |
| Obturador ou vedante de sede | Fechar contra uma sede | Tensão de contacto, recuperação, indentação, partículas, pressão diferencial |
| Vedante do pistão piloto ou da armadura | Acionar o estágio piloto | Pressão piloto, via de escape, temperatura, lubrificante, tempo de resposta |
| O-ring estático do corpo | Vedar uma união fixa | Compressão, enchimento da ranhura, deformação permanente por compressão, fluido, danos de montagem |
| Vedante externo da caixa | Impedir a entrada de água de lavagem e poeiras | Produto de limpeza, temperatura, pressão de pulverização, conceção da caixa, envelhecimento |
Mesmo uma válvula de ar pode ficar exposta a vários produtos químicos. O lubrificante do compressor, os resíduos de limpeza da tubagem, o vedante de roscas, a massa aplicada em fábrica, a água condensada e os vapores do processo presentes no ar podem chegar aos vedantes internos. Os vedantes externos do bloco de válvulas podem ficar expostos a espuma alcalina, enxaguamento ácido, desinfetante ou água quente de lavagem. Determine o percurso de exposição antes de escolher o material.
A aprovação da válvula deve abranger todo o sistema.
A alteração de um material de vedação pode transferir a falha para outro componente. Um vedante de corrediça quimicamente resistente não protege um vedante do piloto ou uma massa incompatíveis, e o retentor de plástico, o encapsulamento da bobina e o revestimento do corpo continuam a exigir verificações distintas; aprove a lista completa de materiais molhados e expostos, não um O-ring isolado.
Para serviço com ar seco, o guia relacionado sobre ar não lubrificado e vedantes de válvulas de corrediça explica por que motivo uma válvula sem lubrificação pode continuar a depender de massa aplicada em fábrica. Se o sintoma for uma comutação lenta, diferencie o atrito do material do problema de pressão piloto interna.
Comparação entre NBR, HNBR e FKM em serviço na válvula
O guia de vedantes estáticos da Trelleborg, de março de 2026, indica intervalos normais de pré-seleção de -30°C a +100°C para NBR, -30°C a +140°C para HNBR e -20°C a +200°C para FKM. Estes são valores de pré-seleção ao nível da família, não valores nominais de válvulas pneumáticas (Vedantes estáticos da Trelleborg, 2026; consultado em 22 de julho de 2026). Mantenha esta distinção clara.
As tabelas de temperatura servem apenas para criar uma lista de candidatos.
Esses valores descrevem tendências das famílias de materiais num guia de vedantes estáticos. Não autorizam a operação de uma válvula pneumática a essas temperaturas. O fabricante da válvula pode definir um intervalo mais estreito porque a massa e o isolamento da bobina funcionam em conjunto com as peças de plástico, as folgas mecânicas, o desempenho do piloto e o atrito dinâmico.
| Família de materiais | Motivo para integrar a pré-seleção da válvula | Limites que exigem análise ao nível do composto |
|---|---|---|
| NBR | Óleos minerais e massas, serviço comum de ar industrial, ampla disponibilidade | Calor, ozono, intempéries, solventes polares, exposição a produtos de limpeza, flexibilidade a baixa temperatura |
| HNBR | Maior resistência ao calor e ao envelhecimento do que muitos compostos NBR convencionais, boas propriedades mecânicas | Produto químico exato, arranque a frio, dureza, atrito dinâmico, custo e disponibilidade |
| FKM | Exposição a calor, óleo, combustível, ozono e muitos hidrocarbonetos | Aminas, produtos químicos com pH elevado, algumas cetonas e aplicações com vapor, baixa temperatura, tipo de FKM |
O NBR é frequentemente o ponto de partida prático para ar comprimido comum, mas é necessário definir o que significa «comum». Uma mudança do óleo do compressor, vapor de solvente na admissão ou a adição de um lubrificador na linha de ar podem alterar a exposição interna. Confirme as regras de qualidade do ar e de lubrificação aprovadas para a válvula exata. O HNBR pode alargar uma lista de candidatos à base de nitrilo quando o calor, o ozono ou o envelhecimento são preocupações. Não pressuponha que abrange automaticamente todas as aplicações de FKM. O seu comportamento químico continua a depender do teor de acrilonitrilo e do nível de hidrogenação, bem como do sistema de cura, das cargas e do fluido de serviço real.
O FKM merece ser considerado quando o calor ou determinados hidrocarbonetos são demasiado exigentes para o NBR. Não constitui uma melhoria química universal. Também pode apresentar uma vedação a baixa temperatura inferior à de um composto de nitrilo adequado, e uma família de FKM pode comportar-se de forma muito diferente de outra perante vapor, substâncias cáusticas, aminas ou solventes oxigenados.
O guia de válvulas pneumáticas para baixas temperaturas aborda as folgas no arranque a frio e os limites da massa, da bobina e da humidade que uma tabela de vedantes não consegue resolver. Para máquinas de elevada cadência, combine a análise do material com o método de seleção de válvulas para comutação de alta frequência. As verificações continuam a ser distintas.
Por que pode uma tabela de compatibilidade química rejeitar o FKM?
A Chemours compara nove tipos Viton™ na sua tabela de resistência a fluidos. Os tipos convencionais A, B e F estão classificados como não recomendados para aminas e substâncias cáusticas com pH elevado, enquanto o ETP-S recebe a classificação mais elevada nessa categoria. Por conseguinte, «FKM» é uma especificação demasiado abrangente para a aprovação final (Chemours, consultada em 22 de julho de 2026).
A classificação de uma tabela é o resultado de uma combinação definida de material e fluido sob pressupostos declarados. Essa classificação pode representar uma família de polímeros de base, um composto exclusivo, um O-ring estático ou uma amostra de imersão. A letra ou o número dizem pouco se a tabela não identificar também a concentração, a temperatura, a duração, o método de ensaio e os critérios de aceitação. O Manual de O-rings da Parker utiliza cinco resultados: satisfatório, aceitável, duvidoso, insatisfatório e dados insuficientes. Também assinala que uma classificação aceitável é normalmente válida apenas para serviço estático. Esta limitação é importante para um vedante de corrediça que desliza milhares ou milhões de vezes (Manual de O-rings da Parker, consultado em 22 de julho de 2026).
As tabelas fazem a pré-seleção; os ensaios dão a aprovação.
Crie o registo de compatibilidade com estes oito dados:
- Fluido: nome exato do produto químico ou comercial e ficha de dados de segurança atual.
- Concentração: normal, máxima, método de diluição, mistura e resíduos.
- Temperatura: arranque a frio, contínua, pico, limpeza, paragem e imersão.
- Tempo de contacto: contínuo, intermitente, salpicos, vapor, purga e permanência.
- Pressão: normal, diferencial, retida, vácuo, pico e descompressão.
- Movimento: estático, alternado, assentamento, frequência de comutação e tempo de inatividade.
- Lubrificante: massa de fábrica, óleo da linha de ar, óleo arrastado do compressor e auxiliar de montagem.
- Provas: dados do composto exato, condições da tabela, documentos de conformidade e ensaios.
As misturas exigem cuidados especiais. Uma linha da tabela referente ao produto de limpeza A puro não aprova o produto A misturado com resíduos do produto processado, óleo do compressor, inibidor de corrosão ou produto químico de enxaguamento B. A temperatura e a evaporação também podem aumentar a concentração junto ao vedante. Se a formulação do processo mudar, reabra a aprovação. Utilize as divergências entre tabelas como informação de diagnóstico. Classificações diferentes podem refletir diferenças no composto ou na cura. A dureza, a temperatura, o tempo de exposição e a propriedade medida também podem alterar o resultado. Não calcule uma média das classificações. Identifique o ensaio mais próximo da válvula real e peça ao fabricante do vedante ou da válvula que esclareça a diferença restante.
Da nossa análise dos documentos da SMC, Parker, Chemours e Trelleborg conclui-se que a lacuna de aprovação recorrente não é a ausência do nome da família de materiais. A verdadeira incerteza surge da falta de identificação ao nível do composto, da posição do vedante, das condições de exposição e da válvula completa. Esta distinção é importante.
Para a limpeza externa, analise a caixa e os conectores do bloco de válvulas juntamente com as entradas de cabos e a drenagem. Uma classificação IP descreve a proteção contra a entrada de corpos e líquidos num ensaio definido para caixas; não certifica a compatibilidade do elastómero com um detergente. O guia de blocos de válvulas IP65, IP67 e IP69K mantém essas duas aprovações separadas. Mantenha-as separadas.
Ensaios ao nível do composto para a válvula exata
A ASTM D471-16a(2021) abrange seis grupos de alterações após a imersão, incluindo massa, volume, dimensões, matéria extraída, propriedades de tração, alongamento e dureza. A ASTM também alerta que a imersão acelerada pode não apresentar uma correlação direta com o desempenho da peça acabada, porque as condições de serviço variam muito (ASTM D471, 2021; consultada em 22 de julho de 2026).
A ISO 1817:2024 também avalia a resistência da borracha medindo as propriedades antes e depois da imersão em líquidos de serviço ou de referência. Nenhuma destas normas fornece uma única percentagem universal de dilatação aceitável para todas as válvulas. O engenheiro responsável deve definir limites de aceitação para a geometria real do vedante, a ranhura, o atrito, a fuga e as condições de serviço (ISO 1817:2024, consultada em 22 de julho de 2026).
Utilize um plano de validação por etapas:
- Análise documental: confirme a referência da válvula, a posição do vedante, o código do composto, a dureza, o sistema de cura, o lubrificante, o certificado do material e as declarações regulamentares.
- Pré-seleção do material: exponha amostras rastreáveis ao fluido, à concentração, à temperatura, à duração e à sequência reais. Meça as alterações dimensionais e das propriedades relevantes em comparação com uma amostra de controlo não utilizada.
- Ensaio estático instalado: coloque o vedante real em componentes representativos e meça a fuga ou a recuperação da vedação após a exposição à pressão, à temperatura e ao tempo de permanência.
- Ensaio dinâmico da válvula: submeta a válvula completa a ciclos com a pressão, a frequência de comutação, a temperatura, a condição de lubrificação e o nível de contaminação exigidos. Meça a comutação, a fuga, os sintomas de atrito e o desgaste.
- Inspeção após o ensaio: compare o vedante ensaiado com material conservado para detetar dilatação, contração, amolecimento, endurecimento, fissuras, extrusão, depósitos e danos superficiais.
As condições de ensaio devem acompanhar as da válvula.
Defina os critérios de aprovação e reprovação antes do ensaio. Uma amostra pode mudar de cor sem perder a função, ao passo que uma pequena alteração dimensional pode aumentar o atrito da corrediça o suficiente para atrasar a comutação. As medições devem relacionar a alteração do material com a função da válvula. A ASTM D1414-22 fornece procedimentos para determinar propriedades físicas dos O-rings e alterações provocadas pelo envelhecimento. Pode apoiar o controlo da qualidade dos O-rings, mas não deve ser descrita como uma aprovação universal de resistência ao vapor (ASTM D1414, 2022; consultada em 22 de julho de 2026). Quando uma falha possa afetar a segurança ou o controlo de contaminação, ou interromper a produção, ensaie uma amostra montada do fornecedor e da revisão pretendidos. A imersão em laboratório ordena os materiais por desempenho. Não reproduz o efeito combinado das passagens piloto e da compressão do vedante com o acabamento superficial, a distribuição da massa, os detritos, o aquecimento da bobina e as tolerâncias de fabrico.
O que devem conter o pedido de cotação e o registo de manutenção?
A tabela de seleção VXA21/22 da SMC associa pelo menos cinco casos de serviço, incluindo ar, água, óleo, vácuo e outras combinações, a opções específicas de vedante e corpo. Um pedido de cotação exige a mesma precisão ao nível da referência (SMC VXA21/22, consultado em 22 de julho de 2026).
Não peça apenas «vedantes FKM» ou «válvulas resistentes a produtos químicos».
Forneça ao fornecedor informação suficiente para analisar todo o limite do sistema:
- fabricante da válvula, série, referência completa, revisão, função e tamanho das portas;
- posição e formato do vedante, código do composto, dureza, sistema de cura e cor apenas como identificador;
- fluido principal, fluido piloto, concentração, mistura, contaminantes e fichas de dados de segurança;
- pressão contínua e de pico, pressão diferencial, vácuo, temperatura e tempo de exposição;
- frequência de comutação, ciclos anuais, tempo de permanência, limite de fuga, requisito de resposta e estado de falha;
- massa de fábrica, lubrificação permitida da linha de ar, lubrificante do compressor e produtos químicos de limpeza;
- compatibilidade do corpo, da corrediça, da sede, da mola, do retentor, do diafragma, do revestimento, dos tubos e dos racores;
- provas exigidas para contacto com alimentos, água potável, oxigénio, aplicações médicas, semicondutores ou requisitos específicos do cliente;
- aprovação da amostra, método de ensaio, limites de aceitação, notificação de alterações e rastreabilidade do lote.
Não compare o custo com um multiplicador universal de NBR para HNBR e para FKM, porque o preço depende do composto, da geometria, da quantidade, das ferramentas, da certificação, da opção da válvula e da disponibilidade. Elimine primeiro os candidatos que não cumprem os requisitos de segurança, compatibilidade ou funcionamento. Em seguida, compare as opções qualificadas com base no preço da válvula, no custo da validação, na mão de obra de substituição, na exposição a paragens, nas existências e no prazo de entrega.
As provas da falha devem ser conservadas.
As provas recolhidas pela manutenção fazem parte da seleção do material. Fotografe o vedante antes da limpeza, registe a sua posição, compare-o com uma amostra não utilizada e conserve o número do lote. Dilatação, deformação permanente, desgaste unilateral, um corte de montagem e amolecimento químico apontam para ações corretivas diferentes.
Utilize linguagem de inspeção precisa. Formação de bolhas, fragilização, vidragem, mordeduras, delaminação, esfarelamento, picadas, pegajosidade, rasgamento, achatamento, abrasão, riscos, microfissuração e falta de lubrificante descrevem provas diferentes. Desgaste por contacto, gripagem, escoriação, descamação, sulcos, lixiviação, exsudação, cristalização, branqueamento e odores anormais podem revelar danos fora do elastómero. Evite a designação genérica «gasto».
| Condição observada | Mecanismos a investigar | O que não deve pressupor |
|---|---|---|
| Vedante dilatado ou pegajoso | Absorção do fluido, extração de aditivos, massa incompatível | Um material mais duro resolverá o problema químico |
| Superfície dura ou fissurada | Calor, oxidação, ozono, ataque químico, flexão a frio | O FKM é automaticamente a substituição correta |
| Deformação permanente plana | Calor, compressão incorreta, permanência prolongada, envelhecimento do composto | A fuga comprova incompatibilidade química |
| Desgaste unilateral | Desalinhamento, força lateral, danos superficiais, pressão irregular | A família de polímeros causou o desgaste |
| Comutação lenta ou incompleta | Pressão piloto, escape, tensão, atrito, detritos, dilatação | O material de vedação é a única causa |
| Fuga externa durante a lavagem | União da caixa, fixação, entrada de cabos, química do vedante | Uma classificação IP superior altera a resistência química |
Se a exposição química se estender para além da válvula, associe este registo à análise mais abrangente da compatibilidade química do atuador. Uma válvula compatível não qualifica automaticamente o cilindro, os tubos, os racores, os sensores ou os componentes de escape.
Perguntas frequentes sobre materiais de vedação para válvulas pneumáticas
O 21 CFR 177.2600 estabelece duas fases de extração para artigos de borracha de utilização repetida em contacto com alimentos aquosos. Os limites são 20 mg por polegada quadrada durante as primeiras 7 horas e 1 mg por polegada quadrada durante as 2 horas seguintes (eCFR, consultado em 22 de julho de 2026).
O artigo acabado e a utilização prevista são importantes, não apenas o nome da família de polímeros.
Viton é o mesmo que FKM?
Não. FKM é uma designação industrial de uma família de materiais, enquanto Viton™ é uma marca comercial da Chemours que abrange várias famílias e classes de produtos fluoroelastómeros. A especificação de uma válvula deve indicar o fornecedor, o código do composto, a dureza, o sistema de cura e as condições de funcionamento aprovadas. Escrever apenas «Viton» não identifica todas as propriedades necessárias para a aprovação.
O FKM pode substituir diretamente um vedante NBR da válvula?
Não de forma segura sem verificar a válvula exata. O FKM pode alterar o comportamento a baixa temperatura, o atrito, a deformação permanente por compressão, a dilatação, a dureza e a compatibilidade com o lubrificante. Confirme que o fabricante oferece a opção FKM para essa referência e, em seguida, verifique o fluido, a massa, a pressão, a temperatura, a fuga, a função do piloto e as condições de comutação.
A cor do vedante permite identificar NBR, HNBR ou FKM?
Não existe um código de cores universal que identifique estas famílias. Os fabricantes podem utilizar preto, verde, castanho, azul ou outra cor para o controlo interno do composto, e famílias diferentes podem partilhar uma cor. Trate a cor apenas como um indício visual. Utilize a embalagem, as marcações da peça, os certificados, os códigos dos compostos e os registos dos lotes para fazer a identificação.
Um composto HNBR em conformidade com a FDA torna a válvula completa segura para alimentos?
Não. A conformidade para contacto com alimentos depende do artigo de borracha acabado, dos ingredientes permitidos, dos limites de extração, do alimento previsto, das condições de contacto e dos restantes materiais molhados da válvula. Solicite a declaração do composto exato e as provas relativas à peça acabada. Verifique também o lubrificante, o corpo, o revestimento, o ciclo de limpeza, o projeto higiénico e a rastreabilidade.
Que provas devo solicitar antes de aprovar um composto de vedação para válvulas?
Solicite a referência da válvula, a posição do vedante, o código do composto do fornecedor, a dureza, o sistema de cura, os dados de temperatura e do fluido, as condições da tabela de compatibilidade, a aprovação do lubrificante, as declarações regulamentares, a política de controlo de alterações e a rastreabilidade do lote. Para serviços incertos ou críticos, acrescente resultados de imersão no fluido real e ensaios de fuga e de ciclos da válvula completa, com limites de aceitação previamente definidos.
Fontes e referências técnicas
- ISO 1629:2025, Borrachas e látices — Nomenclatura, publicada em 2025; consultada em 22 de julho de 2026.
- ISO 1817:2024, Determinação do efeito de líquidos, publicada em 2024; consultada em 22 de julho de 2026.
- ASTM D471-16a(2021), Propriedades da borracha — Efeito dos líquidos, versão ativa de 2021; consultada em 22 de julho de 2026.
- ASTM D1414-22, Métodos de ensaio normalizados para O-rings de borracha, publicada em 2022; consultada em 22 de julho de 2026.
- Vedantes estáticos da Trelleborg — O-rings, edição de março de 2026; consultada em 22 de julho de 2026.
- Manual de O-rings da Parker, consultado em 22 de julho de 2026.
- Guia de seleção de fluoroelastómeros Viton™ da Chemours, consultado em 22 de julho de 2026.
- Catálogo da válvula de 2 portas VXA21/22 da SMC, acionada diretamente por ar, consultado em 22 de julho de 2026.
- 21 CFR 177.2600, Artigos de borracha destinados a utilização repetida, consultado em 22 de julho de 2026.