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橡膠密封件常見(jiàn)的失效原因主要有四種:設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、選材錯(cuò)誤、密封件產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題和使用不當(dāng)。廣東東晟密封科技有限公司

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橡膠密封件密封失效的原因

來(lái)源:廣東東晟密封科技有限公司更新時(shí)間:2017-11-16
    橡膠密封件常見(jiàn)的失效原因主要有四種:設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、選材錯(cuò)誤、密封件產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題和使用不當(dāng)。橡膠密封件一、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤
    設(shè)計(jì)錯(cuò)誤通常是由于設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不夠深入而造成的。比如對(duì)密封件產(chǎn)品承受的壓力預(yù)計(jì)不足、對(duì)密封面上應(yīng)力分布數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)有誤、安放密封件的溝槽尺寸設(shè)計(jì)不合理等。
    有限元分析(FEA)經(jīng)常被用作輔助密封件的設(shè)計(jì)和失效原因分析。我們?cè)鵀槟晨蛻?hù)做過(guò)一個(gè)密封件產(chǎn)品,該密封件產(chǎn)品以塑料材質(zhì)為主體,局部包上橡膠??蛻?hù)在檢測(cè)密封件的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),塑料部分在測(cè)試時(shí)容易發(fā)生破裂,從而得出結(jié)論是:塑料件在二次成型時(shí)(即把橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn),塑料部件都是在一個(gè)地方發(fā)生破裂的。通過(guò)有限元分析,我們發(fā)現(xiàn),塑料件的破損部位實(shí)際上是密封件受到大受力的地方,此處受力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)塑料所能承受的。  
    如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候客戶(hù)就用有限元方法分析過(guò)這款密封件產(chǎn)品,局部包上橡膠??蛻?hù)在檢測(cè)密封件的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),塑料部分在測(cè)試時(shí)容易發(fā)生破裂,從而得出結(jié)論是:塑料件在二次成型時(shí)(即把橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn),塑料部件都是在一個(gè)地方發(fā)生破裂的。通過(guò)有限元分析,我們發(fā)現(xiàn),塑料件的破損部位實(shí)際上是密封件受到大受力的地方,此處受力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)塑料所能承受的。  
    如果設(shè)計(jì)前客戶(hù)就用有限元方法分析過(guò)這款密封件產(chǎn)品,不僅可以避免類(lèi)似的錯(cuò)誤發(fā)生,還可以節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)成本。當(dāng)然,要成功預(yù)測(cè)出橡膠密封件的性能,不僅需要有合適的有限元分析軟件,還要有對(duì)材料特性的豐富的經(jīng)驗(yàn)、建模經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累。
二、密封件材料選用錯(cuò)誤
橡膠密封件

    常用的橡膠密封件材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM或FPM)和氯丁橡膠(CR)等。這些橡膠材料的特性各不相同,應(yīng)用也不同。選擇材料要從多個(gè)方面考慮,比如使用溫度、材料是否耐受密封介質(zhì)、材料的硬度、壓縮量變形和耐磨性等各種因素。
    選材錯(cuò)誤常常是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員對(duì)各種材料的性能不熟悉。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的橡膠密封件供應(yīng)商能夠一開(kāi)始就指出選用材料的問(wèn)題。
    我們有個(gè)國(guó)內(nèi)客戶(hù)不喜歡正在使用的O圈,因?yàn)檫@個(gè)O圈很容易壞。我們檢查了更換下來(lái)的樣品,發(fā)現(xiàn)樣品表面出現(xiàn)龜裂,紋路很像受到臭氧影響而老化。我們又了解了O圈的使用環(huán)境,發(fā)現(xiàn)周?chē)泻芏鄼C(jī)械設(shè)備和電動(dòng)馬達(dá)裝置。這下答案就有了:電動(dòng)馬達(dá)工作時(shí)的火花能產(chǎn)生臭氧,造成了局部小環(huán)境臭氧濃度較高;而客戶(hù)所選密封件的材料為丁腈橡膠,不耐受臭氧。為了驗(yàn)證結(jié)論,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室臭氧老化箱中做測(cè)試,結(jié)果客戶(hù)提供的新O圈表面也出現(xiàn)了類(lèi)似的裂紋。由于該密封件只與空氣長(zhǎng)期接觸,沒(méi)有礦物油或其它物質(zhì),我們后推薦了三元乙丙橡膠材料密封件來(lái)代替客戶(hù)的現(xiàn)有密封件產(chǎn)品。  有時(shí)使用工作環(huán)境比較復(fù)雜,或者是一個(gè)全新的密封設(shè)計(jì),選擇材料就不是件非常容易的事了。除了仔細(xì)挑選各種影響因素外,還需要進(jìn)行密封件材料功能測(cè)試。
三、橡膠密封件質(zhì)量橡膠密封件

    密封件的生產(chǎn)質(zhì)量與終產(chǎn)品的可靠性密切相關(guān)。常見(jiàn)的問(wèn)題有:原材料的質(zhì)量不穩(wěn)定、橡膠混煉時(shí)投錯(cuò)原料、原料或者混煉膠儲(chǔ)存不當(dāng)(交叉污染)、膠料混煉不均勻、硫化條件(溫度、時(shí)間、壓力等)不妥、密封件產(chǎn)品保存不當(dāng)、模具使用不當(dāng)?shù)取_@些問(wèn)題往往涉及到生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制。定貨方在選擇密封件生產(chǎn)廠時(shí),應(yīng)該經(jīng)過(guò)多次考察、調(diào)研并進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。在供貨的過(guò)程中,還可要求密封件的生產(chǎn)企業(yè)提供真實(shí)、準(zhǔn)確的檢驗(yàn)報(bào)告。
四、橡膠密封件使用不當(dāng)
    一個(gè)好密封件,如果使用不當(dāng),也會(huì)造成整個(gè)產(chǎn)品密封失效,比如潤(rùn)滑油使用錯(cuò)誤。
    我們的某個(gè)客戶(hù)反饋說(shuō)O圈零件的尺寸與要求差異很大。當(dāng)我們分析樣品時(shí)才發(fā)現(xiàn),客戶(hù)用錯(cuò)了潤(rùn)滑油。該O型密封圈是由三元乙丙橡膠制成,材料本身不耐礦物油類(lèi)的潤(rùn)滑油??蛻?hù)涂上這種潤(rùn)滑油,會(huì)造成產(chǎn)品體積溶脹。後來(lái)讓客戶(hù)改用硅油就沒(méi)有問(wèn)題了。
    另外一類(lèi)常見(jiàn)的問(wèn)題為安裝錯(cuò)誤。比如在O型密封圈裝配過(guò)程中產(chǎn)生了扭曲;由於安裝不當(dāng)而造成密封件受壓不均勻;密封件的潤(rùn)滑不夠等失誤。如果這些失誤是由密封件的生產(chǎn)廠家造成的,那么這屬於生產(chǎn)質(zhì)量所控制的范圍之內(nèi)。如果由定貨方或者第三方造成,那么就屬於使用不當(dāng)了。
    當(dāng)今科技日新月異,巿場(chǎng)上出現(xiàn)了很多新的密封件材料和工程設(shè)計(jì),以滿(mǎn)足各種苛刻的使用要求。同時(shí),大多數(shù)密封件的制造商也采用了科學(xué)的質(zhì)量管理體系。遺憾的是,這些努力都不能杜絕密封件失效。因而,失效分析就顯得更為重要了。橡膠密封件失效分析橡膠密封件失效分析不但要求技術(shù)人員具有的材料知識(shí),還具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn),并且要善於使用一些分析儀器和設(shè)備,因此復(fù)雜的失效分析往往需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)完成。
    當(dāng)客戶(hù)的產(chǎn)品發(fā)生密封故障時(shí),他們首先想到的原因往往是橡膠密封件,他們常提出的問(wèn)題是:供應(yīng)商是否換過(guò)材料?其實(shí),從上文中可以看出,材料更換只是可能的影響因素之一。所以,當(dāng)碰到密封故障時(shí),應(yīng)該從以下四個(gè)方面出發(fā),掌握資料,根據(jù)數(shù)據(jù)而不是憑猜想作結(jié)論。

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