Bahagian Getah Tersuai untuk Persekitaran Ekstrem: Pertimbangan Bahan dan Reka Bentuk |

Abstrak: Prestasi bahan getah sangat terjejas oleh persekitaran ekstrem seperti suhu tinggi, suhu rendah, tekanan tinggi, kakisan dan radiasi. Pemilihan bahan dan reka bentuk struktur adalah kritikal untuk pembuatan bahagian getah tersuai untuk digunakan dalam persekitaran ekstrem. Artikel ini menggariskan analisis sistematik tentang bagaimana sifat-sifat terjejas akibat persekitaran ekstrem dan pemilihan bahan getah yang biasa digunakan dalam persekitaran ekstrem, memberikan pertimbangan yang relevan untuk reka bentuk bagi membuat bahagian getah tersuai, berharap dapat memberikan panduan teori dan rujukan praktikal untuk aplikasi bahagian getah dalam persekitaran ekstrem.

Kata kunci: persekitaran ekstrem, produk getah tersuai, sifat bahan, reka bentuk struktur, kebolehpercayaan

Pengenalan

Penutupan yang sangat baik, penyerapan kejutan, ketahanan terhadap haus dan ketahanan terhadap kakisan, menjadikan bahagian getah yang disesuaikan digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, petrokimia, penerokaan laut dalam, industri nuklear dan lain-lain bidang persekitaran ekstrem. Tetapi faktor persekitaran ekstrem sangat mempengaruhi prestasi bahan getah sehingga bahagian getah sering mengalami penurunan prestasi dan bahkan kegagalan. Jadi, memilih bahan getah yang sesuai dan melaksanakan reka bentuk struktur yang baik adalah penyelesaian untuk memastikan bahagian getah yang disesuaikan berfungsi dengan selamat dan boleh dipercayai dalam persekitaran ekstrem.

Mengumpul data mengenai sifat bahan getah dari persekitaran biosafe

Kesan persekitaran ekstrem terhadap prestasi bahan getah adalah pelbagai peringkat dan kompleks, terutamanya merangkumi aspek-aspek berikut:

Suhu tinggi: hakisan sekunder getah daripada suhu tinggi mempercepatkan proses penuaan bahan getah, yang akan menyebabkan kekerasan meningkat, kekuatan tegangan menurun, pemanjangan pada pecahan menurun, dan bahkan penguraian terma menyebabkan ubah bentuk kekal. Sebaliknya, suhu tinggi boleh merosakkan prestasi mampatan dan rintangan haus bahan getah.

Ini bermakna persekitaran suhu yang sangat rendah: Suhu rendah menyebabkan bahan getah mengalami peralihan kaca, dan kehilangan keanjalan, menjadi rapuh dan keras, dan kekuatan impak menurun dengan mendadak. Suhu yang terlalu rendah boleh menyebabkan bahagian getah mengecut, dan ia juga akan mempengaruhi prestasi penutupan, dan bahkan menyebabkan kegagalan.

Di bawah tindakan tekanan, bahan getah boleh mengalami pemampatan volum, creep dan relaksasi tekanan, dan lain-lain. Pada hujung atas tekanan, penyekat boleh gagal — untuk penyekat. Selain itu, medan tekanan tinggi sering disertai dengan perubahan suhu, yang juga akan mempersulit perubahan prestasi bahan getah.

Pembengkakan dan retakan bahan getah atau pelarutan, penguraian, mengakibatkan pengurangan sifat mekanikal dan memendekkan hayat. FX: Prestasi pelbagai bahan getah terhadap media korosif berbeza dengan ketara.

Persekitaran radiasi: Sinaran tenaga tinggi (sinar gamma, sinar-X, dan lain-lain) disinari untuk memecahkan, menghubungkan silang dan mengoksidakan rantai molekul getah, mengubah struktur kimia dan sifat fizikal bahan getah, dan meningkatkan kekerasannya, meningkatkan kerapuhan, dan mengurangkan kekuatan.

Bahan getah digunakan dalam persekitaran ekstrem.

Adalah juga penting untuk menggunakan bahan getah dengan toleransi yang sesuai terhadap pelbagai persekitaran ekstrem. Di bawah adalah senarai beberapa bahan getah standard yang paling biasa digunakan untuk persekitaran ekstrem:

Getah fluorine (FKM): memilih ketahanan suhu tinggi, ketahanan minyak, ketahanan kakisan kimia elastomer, boleh digunakan dalam persekitaran asid dan pelbagai pelarut organik suhu tinggi untuk jangka masa yang panjang. Ia sering digunakan untuk menghasilkan penyekat, tiub / bahagian tahan haba, dan lain-lain. Tetapi ketahanan suhu rendah getah fluorine tidak baik.

Getah silikon (VMQ): Getah silikon mempunyai ketahanan suhu tinggi dan rendah yang sangat baik, penebat elektrik dan ketahanan pengoksidaan, masih boleh mengekalkan keanjalan yang baik dalam julat suhu 60 ° C hingga 200 ° C. Dahulu digunakan untuk menghasilkan sarung kabel suhu tinggi, penyekat suhu rendah, dan lain-lain. Tetapi, kekuatan mekanikal getah silikon tidak tinggi, dan ketahanan hausnya tidak baik.

Getah nitril butadiena terhidrogenasi (HNBR): Getah nitril butadiena terhidrogenasi adalah terhidrogenasi berdasarkan getah nitril butadiena, ketahanan haba, ketahanan minyak dan ketahanan ozonnya sangat dipertingkatkan. Sesuai untuk pembuatan penyekat enjin automotif, peralatan penggerudian minyak dll.

Getah etilena propilena (EPDM): Getah etilena propilena mempunyai ketahanan ozon yang baik, ketahanan cuaca, ketahanan air dan ketahanan terhadap kakisan kimia, dan boleh dibuat menjadi produk getah luar. Tetapi ia tidak tahan terhadap minyak dan beberapa pelarut.

Getah perflurane (FFKM): Salah satu bahan getah yang paling cemerlang, dengan ketahanan suhu yang sangat tinggi, ketahanan terhadap kakisan kimia dan ketahanan pelarut, boleh digunakan dalam persekitaran yang sangat keras untuk jangka masa yang panjang. Harganya mahal, dan ia sesuai untuk situasi di mana kebolehpercayaan diperlukan.

Mengubah suai komponen getah dalam aplikasi yang mencabar: Aspek reka bentuk kritikal

Selain pemilihan bahan getah, struktur yang munasabah mesti direka untuk menjamin bahagian getah dapat berfungsi dengan boleh dipercayai dalam persekitaran tersebut. Beberapa pertimbangan reka bentuk yang perlu diingat:

Koordinat lengkung perbezaan: Menjamin ketepatan koordinat sokongan dan koordinat jejari keluk, mengelakkan tumpuan tekanan di kawasan besar bahagian getah, dan menggunakan peralihan sudut bulat untuk meminimumkan tumpuan tekanan tempatan dan meningkatkan pekali hayat keletihan bahagian getah senjata.

Julat ubah bentuk dikawal: Reka bentuk yang rasional bagi bentuk dan saiz bahagian getah, mengawal julat ubah bentuk dalam proses kerja, mengelakkan regangan atau mampatan yang berlebihan, dan memanjangkan hayat perkhidmatan.

2 Mengoptimumkan struktur penyegelan: mengikut aplikasi penyegelan yang berbeza, haruslah struktur penyegelan yang betul, seperti O-ring, Y-ring, cincin segi empat, dan lain-lain, untuk memastikan kebolehpercayaan prestasi penyegelan. Namun, seseorang harus mengambil kira kesan perubahan suhu terhadap saiz penyegel.

Dalam proses reka bentuk medium getah, adalah perlu untuk mempertimbangkan sepenuhnya keserasian getah dengan medium sentuhan untuk mengelakkan pembengkakan, retak atau fosforus bahan, dan memilih kawasan sentuhan dan mod sentuhan yang sesuai.

Lakukan FEA: Dengan perisian simulasi elemen terhingga, mensimulasikan pengedaran tekanan dan regangan getah/bahagian dalam persekitaran ekstrem, jurutera David membantu mengoptimumkan reka bentuk struktur dan meningkatkan kebolehpercayaan produk.

Pengesahan ujian yang mencukupi: Pengesahan ujian yang mencukupi hendaklah dijalankan sebelum aplikasi praktikal, termasuk suhu tinggi, suhu rendah, kakisan, penuaan dan ujian lain, untuk mengesahkan bahawa bahagian getah dapat memenuhi keperluan reka bentuk dan kebolehpercayaan.

Kesimpulan

Permintaan penyesuaian bahawa prestasi bahagian getah dapat bertahan dalam persekitaran ekstrem. Ia adalah kunci untuk memastikan kerja yang selamat dan boleh dipercayai bagi bahagian getah dalam persekitaran ekstrem dengan memilih bahan getah yang sesuai dan melaksanakan reka bentuk struktur yang munasabah. Pada masa depan, akan ada lebih banyak bahan baru yang muncul dan kaedah reka bentuk yang meningkat, bahagian getah yang disesuaikan untuk persekitaran ekstrem akan digunakan dalam lebih banyak bidang. Pada masa yang sama, ia perlu untuk mengkaji lebih lanjut mekanisme penuaan dan mod kegagalan bahan getah dalam persekitaran ekstrem, untuk memberikan panduan teori bagi reka bentuk dan aplikasi bahagian getah.