O anel 0-de borracha comum é um princípio de auto-vedação, que mantém sua função de vedação até que o anel 0- seja deformado e amolecido. Isso porque é a pressão exercida pelo anel 0-que veda contra pequenos defeitos.
A vedação de um trocador de calor não é a mesma para toda a folha de borracha. A operação vedada do trocador de calor depende principalmente de uma comparação entre a tensão de vedação instantânea causada pela compressão da junta de borracha e a pressão de operação do trocador de calor. Se a tensão de vedação for maior que a pressão de operação, a vedação é mantida e, caso contrário, ocorre vazamento. Portanto, o mais importante para uma vedação de trocador de calor é que a tensão de vedação seja a mais alta possível e permaneça assim pelo maior tempo possível.
Isso significa que a borracha sofre relaxamento de tensão sob deformação de longo prazo, ou seja, a tensão de vedação diminui com o tempo sob tensão ou pressão constante. Maior relaxamento de tensão é um fator importante na limitação da vida útil das juntas de borracha do trocador de calor. Existem dois tipos de relaxamento de tensão, um é o relaxamento físico, causado pelo rearranjo entre as moléculas do polímero e as partículas de carga, que gradualmente se aproxima do equilíbrio com a deformação da borracha, e o logaritmo da tensão de vedação é linear com o tempo. Outro tipo de relaxamento é o relaxamento químico, causado pela quebra de ligações químicas na interconexão da borracha. A oxidação e a temperatura são fatores importantes que afetam esse tipo de relaxamento. A taxa de relaxamento de tensão é, portanto, muito dependente da temperatura e da faixa de temperatura operacional para cada junta de borracha. O nitrilo de baixa temperatura é adequado para a faixa de baixa temperatura e, portanto, o relaxamento de tensão se deteriora rapidamente à medida que a temperatura aumenta, enquanto o oposto é verdadeiro para os fluorelastômeros, que são adequados para a faixa de alta temperatura.
Juntas mal feitas com baixa densidade de reticulação têm altas taxas de relaxamento de tensão e vida útil curta da junta. No entanto, aumentar a densidade de reticulação melhora o relaxamento da tensão, mas reduz a resistência ao rasgo da borracha, resultando na ruptura da junta de borracha sob alta tensão. A tensão de vedação é uma função da temperatura, e diferentes borrachas têm diferentes dependências da temperatura. A tensão de vedação dos fluoroelastômeros mostra uma forte dependência da temperatura e, portanto, vazamentos frios podem ocorrer em trocadores de calor de placas equipados com juntas de fluoroelastômero.
Além do relaxamento do estresse, outra característica frequentemente negligenciada das juntas de borracha é que as propriedades físicas também dependem fortemente da temperatura. Em altas temperaturas, a resistência ao rasgo e a dureza das juntas de borracha são reduzidas, embora a redução varie de uma junta de borracha para outra, mas se a junta for comprimida e sua resistência máxima for excedida, podem ocorrer danos mecânicos à junta, como esmagamento.
A vida útil de uma junta de borracha do trocador de calor pode ser descrita da seguinte forma. A tensão de vedação inicial é gerada quando a junta é montada na placa e comprimida até seu tamanho nominal após a montagem, e o relaxamento da tensão da junta de borracha começa. Durante o período de transporte, armazenamento e instalação do trocador de calor, a temperatura de troca de calor é baixa e o relaxamento do estresse é moderado. Após o start-up, a temperatura começa a subir e o relaxamento da tensão torna-se mais severo. Após um determinado período de operação, o trocador de calor precisa ser parado para manutenção e limpeza, e o trocador de calor resfria novamente à sua temperatura original. Após a reabertura, as tensões do selo e o relaxamento das tensões começam novamente. Após várias repetições, no caso de troca a quente e a frio, a tensão de vedação da junta de borracha acaba sendo reduzida abaixo da tensão de vedação mínima necessária para manter a vedação e o trocador de calor começa a vazar, obrigando-o a parar de funcionar e ser substituído com uma nova junta de borracha.
