Ražošanas nozarē par blīvēšanu atbildīgie inženieri parasti ir visprasīgākie projekta komandas locekļi.
Kad iekārta darbojas normāli, neviens par tevi nedomā; bet, tiklīdz iekārtai rodas noplūdes (ūdens, nafta vai gāze) klienta vietā, pirmā persona, kas tiek saukta pie atbildības, neapšaubāmi ir blīvēšanas inženieris.
Būvinženieris vispirms pārbauda tranšejas izmērus, pārliecinoties, ka tie ir precīzi uzzīmēti atbilstoši pielaides specifikācijām. Pēc tam IQC nodaļa pārbauda rūpnīcas ziņojumu, pārbaudot, vai lielāko ražotāju piegādātie produkti atbilst visiem nepieciešamajiem standartiem. Galu galā atbildība par defektu analīzi pilnībā gulstas uz blīvējuma inženieri.
Jūs noņēmāt bojāto O-gredzenu; tā virsma bija neskarta, bez plaisām vai ķīmiskas korozijas pazīmēm. Vienīgās izmaiņas bija tādas, ka tā bija saplacināta un to nevarēja atjaunot sākotnējā formā.
Šajā posmā, koncentrējoties tikai uz stiepes izturības un Šora cietības vērtībām, kas norādītas piegādātāja materiālu specifikācijās, var neizdoties noteikt patieso atteices cēloni.
Aizzīmogotu polimēru materiālu jomā ilgtermiņā{0}}blīvēšanas veiktspēju bieži nosaka nevis materiāla cietība vai stiepes izturība, bet gan bieži nenovērtēts parametrs: kompresijas komplekts (CS).
Padziļināti izpētīsim šo parametru no trim perspektīvām.
0 1
Blīvējums – kas tieši tiek aizzīmogots?
Pirms apspriest spiedes paliekošo deformāciju, ir svarīgi labot izplatīto mehānisko nepareizo priekšstatu: blīvējums balstās nevis uz "bloķēšanu", bet "atbalstu".
attēlu
Kad metāla rievā ievietojat silikona O{0}}gredzenu un pievelk atloku, silikons tiek saspiests (parasti attiecībā uz 15%–30%).
Silikons ir ļoti elastīgs materiāls. Saspiežot, tās molekulārās ķēdes tiek piespiedu kārtā izkropļotas, radot spēcīgu atsitiena spēku (kontakta spriegumu), kas cenšas atgriezties sākotnējā stāvoklī.
Šis atsitiena spēks stingri iebilst pret metāla sienu; teorētiski, kamēr tas pārsniedz iekšējā šķidruma spiedienu, barotne vispār neizplūst.
Tāpēc blīvējuma būtība ir nepārtraukta elastīga spēka nodrošināšana ar silikona molekulu ķēdēm, kas tiek saspiestas, ļaujot tām stingri pieķerties metāla virsmām.
0 2
Kas izraisa blīvējuma bojājumus?
Tā kā blīvēšana balstās uz atjaunojošo spēku, kas notiek, ja šis spēks pazūd?
Kas ir spiedes paliekošā deformācija?
Silikona želeju saplacinājām par 25%, cepām cepeškrāsnī 120 grādos 70 stundas, tad izņēmām un ļāvām atdzist un atgriezties sākotnējā formā.
Ja tas var pilnībā atjaunot sākotnējo biezumu, CS=0% (ideāls elastomērs, kas patiesībā neeksistē).
Ja tas pilnībā saplacinās un vispār neatjaunojas, CS=100% (norāda, ka tā ir kļuvusi stingra plastmasa).
Kāpēc molekulārās ķēdes nevar "atgriezties sākotnējā stāvoklī"? Problēma ir mikroskopiskā līmenī:
Fiziskais līmenis – stresa relaksācija un ķēdes segmentācijas reorganizācija
Silikons veidojas, savienojoties garām molekulārām ķēdēm. Ja tiek pakļauta ilgstošai saspiešanai augstā temperatūrā,
Tas samazina iekšējo stresu, pakāpeniski bīdot un reorganizējot.
Tas ir tāpat kā gadu nospiest pūkainu dzijas kamoli kastes apakšā-, kad to izņemat, tas jau ir pielāgojies saplacinātajai formai un diez vai var atgūt sākotnējo pūkainību.
Šis fiziskais "kompromiss" izraisa pakāpenisku atsitiena spēka samazināšanos.
Ķīmiskais līmenis — šķērssaišu pārtraukšana un reorganizācija-
Šis ir vissvarīgākais aspekts. Silikona elastība ir atkarīga no šķērssaitēm starp molekulārām ķēdēm (piemēram, sēra -sēra saitēm).
Augstās temperatūrās un ilgstošas saspiešanas rezultātā sākotnējās šķērssaites{0}}pārtrūkst, kā rezultātā tiek zaudēts elastīgais vilces spēks.
Vēl svarīgāk ir tas, ka lūzuma radītie brīvie radikāļi saspiestos materiāla apstākļos-veidos jaunas šķērssaites, -efektīvi bloķējot molekulārās ķēdes "plakanā stāvoklī". Pat pēc ārējā spēka noņemšanas šīs jaunās ķīmiskās saites neļauj materiālam atgriezties sākotnējā konfigurācijā.
Fiziskā slīdēšana + ķīmiskā rekombinācija=spiedes paliekoša deformācija.
Augstāka CS vērtība rada plakanāku silikona gēlu un vājāku kontakta spriegumu. Galu galā, kad atsitiena spēks kļūst nepietiekams salīdzinājumā ar šķidruma spiedienu, rodas noplūde.
0 3
Kā tas būtu jārisina no inženiertehniskā viedokļa?
Tagad, kad mēs saprotam pamatā esošos mehānismus, kā mēs varam izvairīties no šī riska, izstrādājot blīves un izvēloties materiālus?
1. Interpretējot CS datus, vienmēr precizējiet testēšanas nosacījumus.
Piegādātāja sniegtajā fizisko īpašību tabulā bieži ir norādīts "pastāvīga deformācija saspiešanas laikā: 25%.Tomēr kādā temperatūrā, ar kādu kompresijas pakāpi un cik ilgi šie mērījumi tika veikti?
Ja CS vērtība tiek mērīta 25% pie 100 grādiem, tā var palielināties līdz vairāk nekā 50% faktiskajos darbības apstākļos par 150 grādiem paātrinātas termiskās un oksidatīvās novecošanas dēļ.
Galvenā prasība ir tāda, ka, novērtējot CS vērtību, testa temperatūra nedrīkst būt zemāka par produkta maksimālo darba temperatūru, un testa ilgumam jābūt vismaz 70 stundām vai 168 stundām. Tikai šādi dati var kalpot kā derīga atsauce atlasei.
2. Koncentrējieties uz šķērssavienojumu sistēmu, nevis uz aklu cietības palielināšanu
Ja CS vērtība neatbilst prasībām, nemēģiniet to kompensēt, palielinot silikona gēla cietību{0}}cietība nevar novērst paliekošu deformāciju. Tā vietā iejaukšanās būtu jāvērš uz materiāla ķīmisko šķērssaistīšanas sistēmu.
Kā piemērus ņemam NBR vai EPDM: tradicionālās sēra vulkanizācijas sistēmas veido sēra -sēra saites ar zemu saites enerģiju, kas ir pakļautas pārrāvumam un pārveidošanās augstās temperatūrās, tādējādi radot sliktas CS vērtības.
Izmantojot peroksīda vulkanizācijas sistēmu, veidojas oglekļa -vienkāršās saites, kurām ir augsta saites enerģija un kuras ir izturīgas pret šķelšanos un rekombināciju augstās-temperatūras saspiešanā, tādējādi ievērojami samazinot pastāvīgās kompresijas deformācijas.
Kompromiss-ir peroksīda-vulkanizēto materiālu plīsuma izturības samazināšanās. Tas ir tipisks līdzsvars starp "ne-noplēstību" un "atsitiena īpašību" saglabāšanu.
3. Materiāla CS vājināšanās kompensēšana, izmantojot konstrukcijas projektu
Ja materiāla CS vērtība ir optimizēta līdz tā fiziskajai robežai (piemēram, 30%), kā mēs varam nodrošināt nepārtrauktu blīvēšanas veiktspēju ilgstošas lietošanas laikā?
Tā kā mēs zinām, ka tas zaudēs zināmu elastību, mums šis zudums ir jāiekļauj saspiešanas pielaidē, izstrādājot rievas izmērus.
Tomēr kompresijas pakāpi nevar palielināt bezgalīgi. Ja saspiešanas ātrums ir pārāk augsts (pārsniedz 40%), iekšējais spriegums polimērā palielinās eksponenciāli, izraisot priekšlaicīgu molekulāro ķēžu mehānisku lūzumu un līdz ar to paātrinot CS pasliktināšanos.
Visefektīvākā pieeja ir konstruktoriem un materiālu inženieriem kopīgi iegūt rievas pielaidi, pamatojoties uz sprieguma atslābināšanas līkni,{0}}kas neapdraud silikona integritāti un nespēj uzturēt pietiekamu blīvējuma spiediena attiecību pēc desmit gadiem.
Izveidot zīmogu būtībā nozīmē kļūt gan par laika draugu, gan ienaidnieku.
Īsts blīvēšanas inženieris nekoncentrējas tikai uz ūdensnecaurlaidīgu blīvējumu montāžas pabeigšanas brīdī.
Viņus uztrauc tas, vai pēc trim, pieciem vai pat desmit gadiem -atkārtotas augstas temperatūras un spēcīga spiediena ietekmē-molekulārā ķēde joprojām būs stingri piestiprināta pie metāla virsmas.
Ja jums ir zīmogs, kas pastāvīgi noplūst, bet nevarat noteikt cēloni, vai piegādātāja īpašumu tabulas šķiet mulsinošas,-sazinieties ar mūsu pārdošanas inženieri, lai sniegtu savus rasējumus un neizdevušos paraugus.