Sérsniðnar gúmmíhlutar fyrir öfgakennd umhverfi: Efni og hönnunarhugsanir |

Samantekt: Frammistaða gúmmíefna er alvarlega áskoruð af öfgakenndum umhverfum eins og háum hita, lágum hita, háum þrýstingi, tæringu og geislun. Val á efni og byggingarhönnun eru mikilvæg fyrir framleiðslu sérsniðinna gúmmíhluta til notkunar í öfgakenndum umhverfum. Þessi grein leggur fram kerfisbundna greiningu á því hvernig eiginleikar eru fyrir áhrifum vegna öfgakennds umhverfis og val á gúmmíefnum sem almennt eru notuð í öfgakenndum umhverfum, veitir viðeigandi hönnunarhugsanir til að búa til sérsniðna gúmmíhluta, vonandi til að veita fræðilega leiðsögn og praktíska tilvísun fyrir notkun gúmmíhluta í öfgakenndum umhverfum.

Lykilorð: öfgakennt umhverfi, sérsniðin gúmmívörur, efnaeiginleikar, byggingarhönnun, áreiðanleiki

Inngangur

Framúrskarandi þétting, höggdeyfing, slitþol og tæringarþol, svo að sérsniðnar gúmmíhlutar séu víða notaðir í geimferðum, olíuiðnaði, djúpsjávarrannsóknum, kjarnaiðnaði og öðrum öfgafullum umhverfisgeirum. En öfgafullir umhverfisþættir hafa mikil áhrif á frammistöðu gúmmíefna svo að gúmmíhlutar hafi oft frammistöðuskerðingu og jafnvel bilun. Svo að velja viðeigandi gúmmíefni og framkvæma hljóða byggingarhönnun er lausnin til að gera sérsniðna gúmmíhluta að starfa örugglega og áreiðanlega í öfgafullum umhverfum.

Safna gögnum um eiginleika gúmmíefnis frá lífsöryggisumhverfi

Áhrif öfgafulls umhverfis á frammistöðu gúmmíefna eru marglaga og flókin, aðallega innihalda eftirfarandi þætti:

Há hitastig: aukaverkun gúmmís frá háum hita flýtir fyrir öldrunarferli gúmmíefna, sem mun valda því að hörku eykst, togningsstyrkur minnkar, teygjanleiki við brot minnkar, og jafnvel hitaníðing leiðir til varanlegrar aflögunar. Á hinn bóginn getur há hitastig versnað þrýstingsframmistöðu og slitþol gúmmíefna.

Þetta þýðir mjög lágt hitastig umhverfi: Lágt hitastig gerir gúmmíefnið að glerskiptast, og tapar teygjanleika, verður brothætt og hart, og árekstrarstyrkur minnkar skarpt. Of lágt hitastig getur valdið því að gúmmíhlutir minnka, og það mun einnig hafa áhrif á þéttleika, og jafnvel valdið bilun.

Undir áhrifum þrýstings getur gúmmíefni orðið fyrir rúmmálssamdrætti, skrið og streituafslöppun, o.s.frv. Í efri enda þrýstings getur þétting farið úrskeiðis — fyrir þéttingar. Auk þess er háþrýstingssvæðið oft í fylgd með hitabreytingum, sem mun einnig flækja frammistöðubreytingu gúmmíefna.

Þensla og sprungur í gúmmíefnum eða leysing, niðurbrot, sem leiðir til minnkaðra vélrænna eiginleika og styttir líftíma. FX: Frammistaða ýmissa gúmmíefna gegn tærandi miðlum er mjög mismunandi.

Geislunarumhverfi: Háorkugeislar (gamma geislar, röntgengeislar, o.s.frv.) eru geislaðir til að brjóta, tengja saman og oxida gúmmímólekúlakeðjur, breyta efnafræðilegri uppbyggingu og eðlisfræðilegum eiginleikum gúmmíefna, og auka hörku þess, auka brotleika, og minnka styrk.

Gúmmíefni notuð í öfgakenndu umhverfi.

Það er einnig mikilvægt að nota gúmmíefni með samsvarandi þol gegn mismunandi öfgumhverfum. Hér að neðan er listi yfir nokkur af þeim staðlaða gúmmíefnum sem notuð eru í öfgumhverfum:

Flúorgúmmí (FKM): veldu háan hitaþol, olíuvörn, efnaáreiti þol elastómer, getur verið notað í háhita sýru- og basumhverfi og ýmsum lífrænum leysum í langan tíma. Það er oft notað til að framleiða þéttingar, hitaþolnar rör / hluti, o.s.frv. En lághitaþol flúorgúmmís er ekki gott.

Silíkongúmmí (VMQ): Silíkongúmmí hefur framúrskarandi há- og lághitaþol, rafmagns einangrun og oxunarþol, getur enn viðhaldið góðu teygjanleika í hitastigssviði 60 ° C til 200 ° C. Var áður notað til að framleiða háhita rafmagnsleiðara, lághita þéttingar, o.s.frv. En, vélræn styrkur silíkongúmmís er ekki hár, og slitþol er ekki gott.

Vetniseraður nitríl butadíen gúmmí (HNBR): Vetniseraður nitríl butadíen gúmmí er vetniseraður á grundvelli nitríl butadíen gúmmí, hitastyrkur, olíustyrkur og ósonstyrkur eru verulega bætt. Hentar til að framleiða vélarþéttingar í bílum, olíuborunarbúnað o.s.frv.

Etylen propýlen gúmmí (EPDM): Etylen propýlen gúmmí hefur góða ósonstyrk, veðurþol, vatnsþol og efnaáreitiþol, og má búa til útivistargúmmívörur. En það er ekki þolandi fyrir olíu og sum leysiefni.

Perflúran gúmmí (FFKM): Eitt af bestu gúmmíefnunum, með mjög háum hitastyrk, efnaáreitiþoli og leysiefnaþoli, má nota í mjög erfiðum umhverfum í langan tíma. Verðið er dýrt, og það hentar aðstæðum þar sem áreiðanleiki er nauðsynlegur.

Að sérsníða gúmmíhluta í krefjandi notkun: Mikilvæg hönnunarþættir

Auk val á gúmmíefninu þarf að hanna skynsamlega uppbyggingu til að tryggja að gúmmíhlutirnir geti starfað áreiðanlega í slíkum aðstæðum. Nokkrar hönnunarhugsanir sem hafa þarf í huga:

Munur á ferlunum: Tryggja nákvæmni stuðningshliðanna og bogadýra hliðanna, forðast spennuþéttingu á stórum svæðum gúmmíhluta, og nota bogadýra yfirfærslu til að lágmarka staðbundna spennuþéttingu og bæta þreytulífsstuðul vopnagúmmíhluta.

Breytingarsvið er stjórnað: Skynsamleg hönnun á lögun og stærð gúmmíhluta, stjórna breytingarsviðinu í vinnsluferlinu, forðast teygju eða of mikla þrýsting, og lengja þjónustulífið.

2 Hámarka þéttingarskipulag: samkvæmt mismunandi þéttingarumsókn, skal vera rétta þéttingaruppbyggingin, svo sem O-hringur, Y-hringur, rétthyrndur hringur, o.s.frv., til að tryggja áreiðanleika þéttingarframmistöðu. Þó skal taka tillit til áhrif hitabreytinga á stærð þéttingarinnar.

Í hönnunarferlinu fyrir gúmmímiðil, er nauðsynlegt að íhuga fullkomlega samhæfi gúmmísins við snertimiðilinn til að forðast bólgnun, sprungur eða fosfór í efninu, og velja viðeigandi snertisvæði og snertihátt.

Framkvæma FEA: Með endanlegu frumefnissýningarskjávarpi, líkja eftir streitu og aflþenslu gúmmí/hluta í öfgalegu umhverfi, David verkfræðingar hjálpa til við að hámarka uppbyggingardesign og bæta áreiðanleika vöru.

Nóg prófunarstaðfesting: Nóg prófunarstaðfesting skal fara fram áður en hagnýt notkun hefst, þar á meðal háhitaprófanir, lághitaprófanir, tæringarprófanir, öldrun og aðrar prófanir, til að staðfesta að gúmmíhlutir geti uppfyllt hönnunarkröfur og áreiðanleika.

Niðurstaða

Sérsniðnar kröfur krefjast þess að frammistaða gúmmíhlutar geti staðist í öfgakenndum umhverfi. Það er lykillinn að tryggja örugga og áreiðanlega starfsemi gúmmíhluta í öfgakenndu umhverfi með því að velja viðeigandi gúmmíefni og framkvæma skynsamlega uppbyggingu. Í framtíðinni munu fleiri og fleiri ný efni koma fram og hönnunarferlar batna, sérsniðnir gúmmíhlutar fyrir öfgakennd umhverfi munu verða notaðir á fleiri sviðum. Á sama tíma þarf að rannsaka frekar öldrunarferli og bilunarmódel gúmmíefna í öfgakenndu umhverfi, til að veita fræðilegar leiðbeiningar um hönnun og notkun gúmmíhluta.