Yn 'e produksjesektor binne yngenieurs ferantwurdlik foar sealing typysk de alderearste leden fan in projektteam.
As de masine normaal wurket, tinkt gjinien oer dy; mar ienris de apparatuer ûntwikkelt lekken (fan wetter, oalje of gas) op 'e side fan' e klant, is de earste persoan dy't ferantwurde wurdt sûnder mis de sealing-yngenieur.
De strukturele yngenieur ûndersiket earst de ôfmjittings fan 'e grêft, en befêstiget dat se krekt binne tekene neffens tolerânsjespesifikaasjes. De IQC-ôfdieling ferifiearret dan it fabryksrapport, en ferifiearret dat produkten levere troch grutte fabrikanten foldogge oan alle fereaske noarmen. Uteinlik falt de ferantwurdlikens foar mislearringsanalyse folslein op 'e sealing-yngenieur.
Jo hawwe de defekte O-ring fuorthelle; syn oerflak wie yntakt, frij fan skuorren of tekens fan gemyske corrosie. De ienige feroaring wie dat it ôfplat wie en net werombrocht wurde koe yn syn oarspronklike foarm.
Op dit poadium kin allinich fokusje op 'e treksterkte en Shore-hurdheidswearden neamd yn' e materiaalspesifikaasjes fan 'e leveransier de werklike oarsaak fan mislearring miskien net identifisearje.
Yn it ryk fan fersegele polymearmaterialen wurdt de lange-dichtingsprestaasjes faak net bepaald troch materiaal hurdens of treksterkte, mar troch in faak ûnderskatte parameter: kompresje set (CS).
Lit ús ûndersykje dizze parameter yn djipte út trije perspektiven.
0 1
Sealing - wat wurdt krekt fersegele?
Foar it besprekken fan kompresje permaninte deformaasje, is it essinsjeel om in mienskiplike meganyske misfetting te korrigearjen: sealing fertrout net op "blokkearjen", mar op "stipe."
foto
As jo in silikon O-ring yn 'e metalen groef ynfoegje en de flens oandraaie, wurdt de silikon komprimearre (typysk oant in ferhâlding fan 15%–30%).
Silicone is in tige elastysk materiaal. As komprimearre, wurde syn molekulêre keatlingen mei geweld ferfoarme, en generearje in sterke rebound-krêft (kontaktstress) dy't besiket werom te gean nei syn oarspronklike steat.
Dizze rebound krêft ferset stevich de metalen muorre; teoretysk, sa lang as it grutter is as de druk fan 'e ynterne floeistof, sil it medium hielendal net lekke.
Dêrom leit de essinsje fan sealing yn 'e trochgeande foarsjenning fan elastyske krêft troch silikonmolekulêre keatlingen ûnder kompresje, wêrtroch't se stevich oan metalen oerflakken kinne hechtsje.
0 2
Wat feroarsaket seal falen?
Sûnt sealing fertrout op de herstellen krêft, wat bart der as dizze krêft ferdwynt?
Wat is kompresje permaninte deformaasje?
Wy hawwe de silikongel mei 25% plat makke, bakke it yn in oven op 120 graden foar 70 oeren, ferwidere it dan en liet it koelje en weromgean nei syn oarspronklike foarm.
As it syn oarspronklike dikte folslein weromsette kin, CS=0% (in perfekte elastomeer dat yn 'e realiteit net bestiet).
As it folslein plat wurdt en hielendal net herstelt, CS=100% (wat oanjout dat it stive plestik wurden is).
Wêrom kinne molekulêre keatlingen net "weromgean nei har oarspronklike steat"? It probleem leit op it mikroskopysk nivo:
Fysike nivo - Stress Relaxation en Chain Segmentation Reorganisaasje
Silicone wurdt foarme troch it yninoar sluten fan lange molekulêre keatlingen. As ûnderwurpen wurde oan langere kompresje by hege temperatueren,
It ferminderet har ynterne stress troch stadichoan gliden en reorganisaasje.
It is as in jier lang op in pluizige bol yarn op 'e boaiem fan in doaze drukke -op't jo it úthelje, it is al oanpast oan syn ôfplatte foarm en kin syn oarspronklike fluffigens amper werom krije.
Dit fysike "kompromis" resulteart yn in stadichoan ferfal fan 'e rebound-krêft.
Gemysk nivo - Brek en reorganisaasje fan cross-ferbinings
Dit is it meast krityske aspekt. De elastisiteit fan silikon is basearre op krús-ferbinings tusken molekulêre keatlingen (lykas swevel-swevelbânen).
Under hege temperatueren en langere kompresje brekke de orizjinele krús-ferbinings, wat resulteart yn ferlies fan elastyske traksjekrêft.
Mear kritysk, de frije radikalen generearre troch fraktuer sille opnij-nije dwers-keppele ferbiningen foarmje ûnder komprimearre omstannichheden fan it materiaal-effektyf beskoattelje de molekulêre keatlingen yn in "platte steat." Sels nei't de eksterne krêft is fuortsmiten, foarkomme dizze nije gemyske obligaasjes dat it materiaal weromkomt nei syn oarspronklike konfiguraasje.
Fysike slip + gemyske rekombinaasje=kompresje permaninte deformaasje.
In hegere CS-wearde resulteart yn plattere silikongel en swakkere kontaktstress. Uteinlik, as de rebound-krêft ûnfoldwaande wurdt yn ferliking mei de floeistofdruk, komt lekkage foar.
0 3
Hoe moat dit wurde oanpakt út in technysk perspektyf?
No't wy de ûnderlizzende meganismen begripe, hoe kinne wy dit risiko foarkomme by it ûntwerpen fan seehûnen en it selektearjen fan materialen?
1. By it ynterpretearjen fan CS-gegevens, ferdúdlikje altyd de testbetingsten.
De tabel foar fysike eigendom levere troch de leveransier stelt faak "permaninte deformaasje ûnder kompresje: 25%."Lykwols, by hokker temperatuer, ûnder hokker kompresje ratio, en hoe lang waarden dizze mjittingen dien?
As de CS-wearde wurdt mjitten op 25% by 100 graad, kin it ûnder wirklike bedriuwsbetingsten fan 150 graad ta mear dan 50% tanimme fanwege fersnelde termyske en oksidative fergrizing.
De wichtichste eask is dat by it evaluearjen fan 'e CS-wearde de testtemperatuer net leger wêze moat dan de maksimale wurktemperatuer fan it produkt, en de testduur moat op syn minst 70 oeren of 168 oeren wêze. Allinich sokke gegevens kinne tsjinje as in jildige referinsje foar seleksje.
2. Fokus op it krús-keppelingssysteem yn stee fan blyn ferheging fan hurdens
As de CS-wearde net oan 'e easken foldocht, besykje dan net te kompensearjen troch de hurdens fan silikongel te ferheegjen -hurdheid kin permaninte deformaasje net keare. Ynstee dêrfan moat yntervinsje rjochte wêze op it gemyske krúskeppelingssysteem fan it materiaal.
Nim NBR of EPDM as foarbylden: tradisjonele swevelvulkanisaasjesystemen foarmje swevel-swevelbânen mei lege biningenerzjy, dy't gefoelich binne foar brekken en reformaasje by hege temperatueren, wat resulteart yn minne CS-wearden.
Troch it oannimmen fan in peroxide-vulkanisaasjesysteem, wurde ienige koalstofbânen foarme, dy't hege bânenerzjy fertoane en resistint binne foar spjalting en rekombinaasje ûnder hege-temperatuerkompresje, wêrtroch permaninte kompresjedeformaasje signifikant ferminderje.
De ôfhanneling- is in ôfnimming fan de tearresistinsje fan peroxide-vulkanisearre materialen. Dit fertsjintwurdiget in typysk lykwicht tusken it berikken fan "net-tearability" en it behâld fan "rebound-eigenskippen".
3. Kompensearje foar materiaal CS-demping troch struktureel ûntwerp
As de CS-wearde fan it materiaal is optimalisearre oant syn fysike limyt (bgl. 30%), hoe kinne wy dan soargje foar trochgeande sealprestaasjes oer lang-gebrûk?
Sûnt wy witte dat it sil ferlieze wat fearkrêft, wy moatte opnimme dit ferlies yn de kompresje tafoeging by it ûntwerpen groove diminsjes.
De kompresjeferhâlding kin lykwols net ûnbepaald wurde ferhege. As de kompresjerate te heech is (mear as 40%), nimt ynterne stress binnen it polymeer eksponentieel ta, wat liedt ta te betiid meganyske fraktuer fan molekulêre keatlingen en dêrtroch CS-fersnelling.
De meast effisjinte oanpak is foar strukturele yngenieurs en materiaal yngenieurs om tegearre in groeftolerânsje te ûntliene op basis fan 'e spanningsrelaksje-kromme -ien dy't de silikonyntegriteit net kompromittearret noch net slagget om nei tsien jier genôch dichtingsdrukferhâlding te behâlden.
It meitsjen fan in segel betsjut yn wêzen sawol in freon as in fijân fan 'e tiid wurde.
In wiere sealing-yngenieur rjochtet him net allinich op it garandearjen fan in wetterdichte seal op it momint fan foltôging fan 'e assemblage.
Harren soarch leit yn oft, nei trije, fiif, of sels tsien jier-ûnder werhelle bleatstelling oan hege temperatueren en yntinse druk-de molekulêre keatling noch stevich fêst oan it metalen oerflak bliuwt.
As jo in segel hawwe dy't hieltyd lekt, mar kin de oarsaak net identifisearje, of fine de eigendomstabellen fan 'e leveransier betiizjend -fiel jo frij om kontakt op te nimmen mei ús ferkeapingenieur mei jo tekeningen en mislearre samples.