Il comune 0-anello di gomma è un principio autosigillante, che mantiene la sua funzione di tenuta fino a quando l'0-anello non si deforma e si ammorbidisce. Questo perché è la pressione esercitata dall'0-anello che sigilla i piccoli difetti.
La tenuta di uno scambiatore di calore non è la stessa per l'intero foglio di gomma. Il funzionamento a tenuta dello scambiatore di calore dipende principalmente dal confronto tra la sollecitazione istantanea di tenuta causata dalla compressione della guarnizione in gomma e la pressione di esercizio dello scambiatore di calore. Se la sollecitazione di tenuta è maggiore della pressione di esercizio, la tenuta viene mantenuta e, in caso contrario, si verificano perdite. Pertanto, la cosa più importante per una guarnizione dello scambiatore di calore è che lo stress di tenuta sia il più elevato possibile e rimanga tale il più a lungo possibile.
Ciò significa che la gomma subisce un rilassamento da sollecitazione in caso di deformazione a lungo termine, vale a dire che la sollecitazione della guarnizione diminuisce con il tempo in condizioni di tensione o pressione costante. Un maggiore rilassamento delle sollecitazioni è un fattore importante per limitare la durata delle guarnizioni in gomma dello scambiatore di calore. Esistono due tipi di rilassamento dello stress, uno è il rilassamento fisico, che è causato dal riarrangiamento tra molecole di polimero e particelle di riempitivo, che si avvicina gradualmente all'equilibrio con la deformazione della gomma, e il logaritmo dello stress di tenuta è lineare nel tempo. Un altro tipo di rilassamento è il rilassamento chimico, causato dalla rottura dei legami chimici nell'interconnessione della gomma. L'ossidazione e la temperatura sono fattori importanti che influenzano questo tipo di rilassamento. Il tasso di rilassamento della sollecitazione dipende quindi molto dalla temperatura e dall'intervallo di temperatura di esercizio per ciascuna guarnizione in gomma. Il nitrile a bassa temperatura è adatto per l'intervallo di bassa temperatura e quindi il rilassamento da sollecitazione si deteriora rapidamente all'aumentare della temperatura, mentre è vero il contrario per i fluoroelastomeri, che sono adatti per l'intervallo di alta temperatura.
Guarnizioni di scarsa qualità con bassa densità di reticolazione hanno tassi di rilassamento da sollecitazione elevati e una breve durata della guarnizione. Tuttavia, l'aumento della densità di reticolazione migliora il rilassamento della sollecitazione ma riduce la resistenza allo strappo della gomma, provocando la rottura della guarnizione di gomma sotto forte sollecitazione. Lo stress di tenuta è una funzione della temperatura e gomme diverse hanno dipendenze diverse dalla temperatura. Lo stress di tenuta dei fluoroelastomeri mostra una forte dipendenza dalla temperatura e pertanto possono verificarsi perdite di freddo negli scambiatori di calore a piastre dotati di guarnizioni in fluoroelastomero.
Oltre al rilassamento dello stress, un'altra caratteristica spesso trascurata delle guarnizioni in gomma è che anche le proprietà fisiche dipendono fortemente dalla temperatura. Ad alte temperature, la resistenza allo strappo e la durezza delle guarnizioni in gomma si riducono, sebbene la riduzione vari da una guarnizione in gomma all'altra, ma se la guarnizione viene poi compressa e la sua resistenza massima viene superata, possono verificarsi danni meccanici alla guarnizione, come schiacciamento.
La durata di una guarnizione in gomma dello scambiatore di calore può essere descritta come segue. La sollecitazione di tenuta iniziale viene generata quando la guarnizione viene montata sulla piastra e compressa alla sua dimensione nominale dopo l'assemblaggio, e inizia il rilassamento da sollecitazione della guarnizione di gomma. Durante il periodo di stoccaggio per il trasporto e l'installazione dello scambiatore di calore, la temperatura di scambio termico è bassa e il rilassamento dello stress è moderato. Dopo l'avvio, la temperatura inizia a salire e il rilassamento dello stress diventa più grave. Dopo un certo periodo di funzionamento, lo scambiatore di calore deve essere arrestato per manutenzione e pulizia e lo scambiatore di calore si raffredda nuovamente alla sua temperatura originale. Dopo la riapertura, ricominciano le sollecitazioni di tenuta e il rilassamento delle sollecitazioni. Dopo diverse ripetizioni, in caso di scambio caldo-freddo, lo stress di tenuta della guarnizione in gomma viene infine ridotto al di sotto dello stress di tenuta minimo necessario per mantenere la tenuta e lo scambiatore di calore inizia a perdere, costringendolo a smettere di funzionare e ad essere sostituito con una nuova guarnizione in gomma.
