Não existe uma taxa universal defensável de inchamento do FKM para óleos de compressor à base de PAO, PAG ou éster. Um resultado útil pertence a um composto FKM identificado, a uma formulação completa de lubrificante, a um modo de exposição e a um plano de ensaio controlado. Altere qualquer uma dessas entradas e a alteração de volume medida pode mudar o suficiente para inverter uma decisão sobre o material.
Essa distinção é importante porque FKM é uma família de polímeros, não uma especificação acabada de vedante. Um lubrificante de compressor também é mais do que o rótulo do seu óleo base. A pergunta de aprovação não é, portanto, «O FKM é compatível com PAG?». É «O composto X conserva as propriedades necessárias depois da exposição ao óleo Y nas condições Z?».
Principais conclusões
- A ASTM D471 avalia sete categorias de alteração de propriedades relacionadas com líquidos.
- Os rótulos PAO, PAG e éster não substituem a evidência do óleo, do composto e da aprovação exatos.
- Defina limites específicos da aplicação antes do ensaio.
- Requalifique depois de uma alteração do óleo, do pacote de aditivos, do composto do vedante, da temperatura ou da exposição.
O que medem realmente as taxas de inchamento do FKM?
A ASTM D471-16a(2021) abrange sete categorias de resposta, incluindo alterações de massa, volume, dimensões, dureza, propriedades de tração e matéria extraída. Uma percentagem de inchamento do FKM comunica um resultado depois de uma exposição definida a um líquido. Por si só, não consegue prever fugas, desgaste, extrusão ou vida útil instalada (ASTM D471, 2021).
Inchamento de volume é o aumento percentual do volume de um provete depois da exposição. Também é possível uma alteração negativa. O líquido pode entrar no polímero enquanto plastificantes ou outros ingredientes do composto migram para fora; assim, uma pequena alteração líquida de volume pode esconder dois processos opostos. A Parker descreve este comportamento simultâneo de absorção e extração na sua orientação de engenharia de O-rings (Manual de O-Rings da Parker, 2025).
A medição é útil porque mostra se um líquido altera a geometria do composto. É incompleta porque um vedante instalado também depende de dureza, recuperação elástica, comportamento à tração, preenchimento do alojamento, compressão, pressão, velocidade, acabamento superficial e lubrificação. Um vedante dinâmico de pistão pode rejeitar uma alteração que um O-ring estático ligeiramente carregado tolera.
| Resposta do ensaio | O que pode revelar | O que não pode provar sozinha |
|---|---|---|
| Alteração de volume | Inchamento ou retração depois da exposição | Vida útil de vedação instalada |
| Alteração de massa | Absorção ou extração líquida | Que ingredientes migraram |
| Alteração de dureza | Amolecimento ou endurecimento | Resistência ao desgaste dinâmico |
| Resistência à tração e alongamento | Comportamento mecânico retido | Adequação ao alojamento ou à superfície |
| Estado visual | Fissuras, pegajosidade, distorção, depósitos | Taxa de fuga a longo prazo |
A lição prática é simples: comunique um resultado como «composto, óleo, temperatura, duração, método, provete e alteração de propriedade». Uma frase isolada como «o FKM incha 8% em PAG» omite a informação necessária para reproduzir ou aprovar o resultado.
Porque não podem os rótulos da família do óleo prever a compatibilidade?
A Chemours compara nove famílias de FKM Viton. Mostra que a composição do polímero, o nível de flúor e o sistema de cura alteram a resistência aos fluidos. «FKM» não consegue, portanto, identificar uma única resposta de inchamento. O composto exato é tão importante como o lubrificante completo colocado em contacto com ele (Guia de seleção de fluoroelastómeros Viton da Chemours, 2025).
Um rótulo PAO, PAG, diéster, éster de poliol ou outro identifica a família dominante do fluido base. Os óleos comerciais para compressores também contêm inibidores de oxidação, química antidesgaste, proteção contra corrosão, desemulsionantes, agentes de libertação de ar, aditivos de controlo de espuma e outros componentes de formulação. A Atlas Copco enumera seis desses grupos funcionais na sua orientação sobre óleos para compressores (Atlas Copco, consultado em 23 de julho de 2026).
Esses factos excluem uma classificação universal de compatibilidade. A tabela de materiais da Parker lista o FKM como candidato para fluidos PAO, éster de poliol, éster sintético e polialquilenoglicol, marcando também certas combinações para ensaio. É orientação de triagem, não prova de que todos os compostos FKM funcionem em todos os óleos dessas famílias.
O modo de exposição merece atenção separada. Os vedantes do veio do compressor e os componentes internos podem ser diretamente molhados pelo lubrificante. Os vedantes de cilindros pneumáticos a jusante podem encontrar apenas transporte de óleo, condensados, massa de montagem ou óleo de um lubrificador. A imersão total pode ser um ensaio de triagem útil, mas não deve ser descrita como simulação exata de uma exposição intermitente a jusante.
Para uma triagem mais ampla de materiais, use o guia de materiais de vedantes para válvulas pneumáticas e o guia de seleção de vedantes para cilindros pneumáticos. Este guia concentra-se em qualificar um composto FKM contra um óleo de compressor.
Como deve criar uma matriz de ensaio ASTM D471?
A ISO 1817:2024 é a oitava edição da norma internacional de ensaio do efeito de líquidos. Abrange líquidos de serviço e líquidos de referência. Construa a matriz em torno do óleo de serviço real e de comparadores controlados e fixe o provete, o condicionamento, a temperatura, a duração, o manuseamento e as propriedades medidas antes de iniciar a exposição (ISO 1817, 2024).
Comece por um objetivo de ensaio escrito. Um ensaio de triagem de fornecedores pergunta se vários compostos merecem avaliação adicional. Uma qualificação de mudança de óleo pergunta se o composto aprovado se comporta de forma aceitável tanto no óleo atual como no óleo candidato. Uma investigação de falha pode comparar óleo novo, óleo envelhecido em campo e uma amostra de referência retida.
| Campo da matriz | Identificação mínima | Porque importa |
|---|---|---|
| Material do vedante | Fornecedor, código do composto, dureza nominal, lote | Os graus de FKM não são intercambiáveis |
| Óleo | Fabricante, nome do produto, grau de viscosidade, lote ou ID da amostra | O pacote de aditivos faz parte da exposição |
| Exposição | Imersão direta, contacto unilateral, névoa de óleo, líquido misto | O modo de contacto altera a severidade e a relevância |
| Método de ensaio | Procedimento ASTM D471 ou ISO 1817 e tipo de provete | Torna o resultado reproduzível |
| Plano temporal | Temperatura, duração, condicionamento, momento após a exposição | A difusão e a alteração de propriedades dependem do tempo e do calor |
| Respostas | Volume, massa, dureza, propriedades de tração, estado visual | Uma métrica não descreve todos os mecanismos de falha |
| Aceitação | Limite numérico, localização do vedante, serviço estático ou dinâmico | Evita que o resultado seja julgado depois do facto |
Não use um O-ring de produção medido apenas com paquímetros e chame a isso um ensaio de volume ASTM D471. Os vedantes acabados podem ser incluídos quando o procedimento selecionado o permitir, mas as verificações dimensionais não substituem o método prescrito de alteração de volume, o condicionamento controlado ou as medições de propriedades.
Como calcula e interpreta a alteração de volume?
A Parker observa que os ensaios de imersão em líquidos são frequentemente executados durante 70 horas, enquanto algumas especificações exigem 1 000 ou 2 000 horas. A duração é uma entrada do ensaio, não um mínimo universal. Compare resultados apenas quando o método, o provete, o meio, a temperatura, a duração e o momento da medição estiverem alinhados (orientação da Parker sobre relatórios de ensaio, 2022).
Para um volume inicial V_0 e um volume pós-exposição V_1, a alteração percentual é:
\Delta V = \frac{V_1 - V_0}{V_0} \times 100\%Aqui, \Delta V é a alteração de volume em percentagem, V_0 é o volume condicionado antes da imersão e V_1 é o volume medido depois da exposição através do procedimento especificado. Use o método de medição prescrito pela norma, em vez de derivar o volume a partir de um único diâmetro do O-ring.
Uma \Delta V positiva indica inchamento líquido. Uma \Delta V negativa indica retração líquida. Nenhuma das direções é automaticamente segura. O inchamento pode aumentar o preenchimento do alojamento, a pressão de contacto, a fricção e o risco de extrusão. A retração pode reduzir a compressão ou abrir um caminho de fuga. A mesma percentagem pode ter consequências diferentes em ranhuras e perfis de vedante diferentes.
Uma alteração líquida próxima de zero não prova que nada aconteceu. A absorção de óleo pode aumentar o volume enquanto o plastificante extraído o reduz. Esse equilíbrio pode produzir um resultado de volume modesto juntamente com uma alteração relevante da dureza ou da tração. Ler em conjunto o volume, a massa, a dureza, a retenção mecânica e o aspeto reduz este risco de falso negativo.
A Parker oferece faixas educativas de recurso quando não existe uma especificação: abaixo de 20% de alteração de volume como compatível, 20–40% como moderada e acima de 40% como incompatível. Essas faixas são uma orientação de triagem. Não substituem um desenho do produto, uma especificação do cliente, um limite do fornecedor do composto, um requisito de vedante dinâmico ou uma avaliação de segurança.
Considere um exemplo de comparação. Um resultado de 6% depois de 70 horas a 23 °C não é equivalente a um resultado de 6% depois de 168 horas a 100 °C. As percentagens coincidem, mas os planos temporais não. Compare os relatórios apenas depois de alinhar todas as entradas controladas e o procedimento de medição pós-exposição.
Para uma explicação mais profunda de como as propriedades do composto interagem com a geometria do vedante e a lubrificação, consulte o guia de ciência dos materiais dos vedantes de pistão de cilindros.
Um limite de aprovação/rejeição deve pertencer à aplicação
A Parker identifica sete controlos de comparação para ensaios de propriedades de vedantes: método, provete, geometria, deformação, tempo, temperatura e meio de contacto. Se esses controlos diferirem, os números não são diretamente comparáveis. A aceitação também deve considerar a localização do vedante, o movimento, o preenchimento do alojamento, a pressão e a consequência da falha (Manual de O-Rings da Parker, 2025).
Defina os critérios de aceitação antes de o laboratório ver os resultados. Isso evita escolher um limite conveniente depois de o óleo candidato já ter produzido um número. O limite pode vir de um desenho, de uma especificação do cliente, de dados do composto do vedante, de uma referência histórica validada ou de um programa de qualificação de engenharia.
| Entrada da decisão | Pergunta de triagem | Evidência de aprovação |
|---|---|---|
| Alteração de volume | O preenchimento do alojamento ou a compressão sairá da janela de projeto? | Limite do desenho e resultado medido |
| Alteração de dureza | A resistência à pressão, a fricção ou a recuperação mudarão? | Especificação do composto e delta medido |
| Retenção da tração | O material perdeu margem mecânica? | Propriedade retida necessária |
| Aspeto | Existem fissuras, pegajosidade, bolhas ou depósitos? | Norma de aceitação visual definida |
| Serviço do vedante | Estático, alternativo, rotativo ou oscilante? | Validação específica da aplicação |
| Consequência da falha | A fuga é apenas inconveniente ou é crítica para a segurança? | Risco documentado e autoridade de aprovação |
As substituições entre famílias de materiais merecem a mesma disciplina. HNBR, FFKM, NBR e poliuretano podem ser candidatos úteis, mas nenhum é uma substituição universal para FKM. Analise o composto alternativo exato contra o mesmo óleo e envelope operacional. O guia de seleção de temperatura e vedantes explica por que motivo as faixas de temperatura publicadas dos polímeros não são classificações de cilindros instalados.
Na nossa experiência, «FKM 75» não é suficiente para libertar uma substituição. Um registo utilizável inclui a designação do composto do fornecedor, o perfil do vedante, a dureza nominal, a identidade do óleo, as condições de exposição e os limites do ensaio. A cor e os nomes comerciais genéricos são, no máximo, auxiliares de identificação, não evidência de aprovação do material.
Como deve ser qualificada uma mudança de óleo de compressor?
A orientação atual da Atlas Copco identifica seis grupos funcionais de aditivos que podem moldar o comportamento do óleo de compressor, incluindo oxidação, antidesgaste, desemulsificação, libertação de ar, controlo de espuma e desempenho a baixa temperatura. Trate uma alteração de marca, produto, grau ou formulação como uma nova entrada de compatibilidade, mesmo quando a família do óleo base não muda (Atlas Copco, consultado em 23 de julho de 2026).
Use a combinação atualmente aprovada como referência. Retenha amostras e registos do óleo e do composto atuais e ensaie depois o candidato com o mesmo método e plano temporal. Se o sistema tiver falhas inexplicadas, inclua uma amostra de óleo envelhecido em campo, porque produtos de oxidação, contaminação, lubrificantes misturados e resíduos de limpeza podem criar uma exposição diferente da do óleo novo.
- Registe o fabricante, produto, grau de viscosidade e estado de aprovação do óleo atual.
- Identifique o composto FKM exato e cada localização de vedante afetada.
- Mapeie as exposições a contacto direto, névoa de óleo, transporte, condensados, massa e fluido de limpeza.
- Obtenha os documentos técnicos e de segurança do óleo candidato, mas não presuma que revelam o pacote completo de aditivos proprietário.
- Ensaie os óleos atual e candidato nas mesmas condições controladas.
- Reveja o volume, a massa, a dureza, o comportamento à tração e o aspeto contra limites escritos.
- Conclua as instruções de lavagem, mistura, colocação em serviço e inspeção do equipamento fornecidas pelos fornecedores do compressor e do lubrificante.
Não misture óleos apenas para criar um atalho laboratorial. O procedimento real de transição pode introduzir por si só uma exposição a fluido misto. Se puder ocorrer mistura durante a mudança, esta precisa da sua própria análise de compatibilidade e operação.
A mesma lógica aplica-se a jusante. Se o transporte do compressor for a origem suspeita dos danos nos vedantes do cilindro pneumático, verifique o caminho de contaminação antes de culpar a família do óleo base. Reveja a separação, a filtragem, os purgadores, os condensados, o histórico de manutenção e qualquer lubrificador no ponto de utilização. O nosso guia sobre compatibilidade de juntas e vedantes em cilindros pneumáticos fornece o inventário mais amplo de exposições.
O que devem registar o relatório de ensaio e o pedido de cotação?
A ASTM D471 contém sete categorias de resposta ao efeito de líquidos, enquanto a ISO 3601-5:2015 aborda especificações de materiais elastoméricos para O-rings industriais. Um registo de compra deve ligar o resultado do ensaio ao composto identificado, ao local do vedante, ao óleo, ao método, às condições, aos limites de aceitação e às partes aprovadoras, em vez de anexar uma percentagem isolada (ISO 3601-5, 2015).
Use este registo mínimo:
- equipamento e localização do vedante;
- serviço estático ou dinâmico, pressão, velocidade, temperatura e modo de exposição;
- desenho, perfil, dimensões, fornecedor e código do composto do vedante;
- dureza nominal e lote ou certificado do material;
- fabricante do óleo, nome do produto, grau de viscosidade, lote e estado da amostra;
- procedimento ASTM D471 ou ISO 1817, tipo de provete, condicionamento, tempo e temperatura;
- volume, massa, dureza, propriedades de tração e observações visuais de referência e pós-exposição;
- método de cálculo, momento da medição, desvios e identificação do laboratório;
- limites de aceitação específicos da propriedade e respetiva fonte;
- decisão de aprovação, rejeição ou utilização condicional e acionamento do controlo de alterações.
O registo também deve declarar aquilo que o ensaio não abrange. A imersão total pode não reproduzir a névoa de óleo. Um provete em folha pode não reproduzir o histórico de cura de um vedante moldado. Um ensaio curto não estabelece anos de serviço. Estas limitações não tornam o ensaio inútil; definem a próxima etapa de validação.
Este pacote de evidências mantém o artigo distinto de uma tabela genérica de materiais. Também dá às equipas de compras e engenharia uma linguagem comum para comparação de fornecedores, revisão de substituições e controlo de mudanças de óleo.
Perguntas frequentes sobre FKM e óleos sintéticos para compressores
A orientação de recurso da Parker usa três faixas de alteração de volume, abaixo de 20%, 20–40% e acima de 40%, apenas quando uma especificação não define limites. As cinco respostas abaixo mantêm essa ressalva: os dados do composto identificado e os critérios de aceitação específicos da aplicação prevalecem sobre uma tabela genérica ou um rótulo de família de polímeros (orientação da Parker sobre relatórios de ensaio, 2022).
O FKM é sempre compatível com óleo PAO para compressores?
Não. O PAO é uma classificação útil do fluido base e o FKM é frequentemente analisado para óleos de hidrocarbonetos, mas nenhum dos termos identifica uma formulação acabada. Aprove o composto FKM exato contra o óleo PAO exato para compressores, incluindo o pacote de aditivos, à temperatura, duração e modo de exposição relevantes.
O óleo PAG para compressores provoca sempre inchamento excessivo do FKM?
Não. A Parker lista o FKM entre os materiais candidatos para fluidos de polialquilenoglicol, com ensaios necessários para algumas configurações. Isso não garante compatibilidade. Mostra por que motivo um intervalo universal de falha para PAG não é fiável. Ensaie o composto e o óleo identificados e avalie todas as alterações de propriedades necessárias contra o limite da aplicação.
Um inchamento de volume de 10% é uma falha da ASTM D471?
Não automaticamente. A ASTM D471 fornece procedimentos de ensaio, não um critério universal de rejeição de 10%. Uma especificação de projeto pode impor esse limite, mas deve identificar o composto, o líquido, as condições, a propriedade e o serviço do vedante. Vedações estáticas e dinâmicas podem exigir margens diferentes mesmo quando a alteração de volume medida é idêntica.
Os paquímetros conseguem medir com precisão o inchamento de volume do FKM?
Os paquímetros podem documentar alterações dimensionais selecionadas, mas um único diâmetro não estabelece a alteração de volume ASTM D471 de um O-ring. Use o procedimento e o método de provete especificados no plano de ensaio aplicável. Registe a inspeção dimensional separadamente quando a geometria do vedante ou o alojamento fizer parte da decisão de engenharia.
Uma mudança de óleo deve desencadear um novo ensaio de compatibilidade?
Sim, quando o fabricante, produto, grau, formulação ou condição de exposição muda e a evidência existente ao nível do composto não abrange o novo estado. Ensaie os óleos aprovado e candidato em condições correspondentes. Reveja também a lavagem e a exposição a óleo misturado, porque a transição pode criar um meio diferente de qualquer lubrificante novo.
Fontes e referências técnicas
- ASTM International. ASTM D471-16a(2021), método de ensaio padrão para propriedade da borracha — efeito de líquidos. Consultado em 23 de julho de 2026: https://store.astm.org/standards/d471
- International Organization for Standardization. ISO 1817:2024, borracha vulcanizada ou termoplástica — determinação do efeito de líquidos. Consultado em 23 de julho de 2026: https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/08/66/86602.html
- International Organization for Standardization. ISO 3601-5:2015, especificação de materiais elastoméricos para aplicações industriais. Consultado em 23 de julho de 2026: https://www.iso.org/ics/23.100.60/x/
- Parker Hannifin. Manual de O-rings. Consultado em 23 de julho de 2026: https://www.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/Praedifa/Catalogs/Catalog_O-Ring-Handbook_PTD5705-EN.pdf
- Parker Hannifin. Como ler um relatório de ensaio de vedante. Consultado em 23 de julho de 2026: https://discover.parker.com/oes-webinar-how-to-read-a-rubber-seal-test-report
- Chemours. Guia de seleção de fluoroelastómeros Viton. Consultado em 23 de julho de 2026: https://www.chemours.com/en/-/media/files/viton/viton-selection-guide.pdf
- Atlas Copco. Como escolher o óleo correto para o seu compressor. Consultado em 23 de julho de 2026: https://www.atlascopco.com/en-uk/compressors/customerbenefit/choose-the-right-oil-for-your-compressor