2025-12-30
橡膠密封廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。密封件一旦失效，輕則使設(shè)備不能正常工作、造成經(jīng)濟(jì)損失;重則會(huì)造成人身傷亡事故。橡膠密封件的失效分析不僅可以幫助找出問(wèn)題所在，便于以后采取相應(yīng)的預(yù)防措施，還可幫助客戶(hù)和密封件生產(chǎn)商改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，取得雙贏。橡膠密封件常見(jiàn)的失效原因主要有4種：設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、選材錯(cuò)誤、密封件質(zhì)量問(wèn)題和使用不當(dāng)。
1. 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)不足造成的。比如對(duì)密封件承受的壓力估計(jì)不足、對(duì)密封面上接觸應(yīng)力分布的認(rèn)識(shí)有誤、安放密封件的溝槽設(shè)計(jì)不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來(lái)輔助密封件的設(shè)計(jì)和失效分析。我們?cè)鵀槟趁绹?guó)客戶(hù)做過(guò)一個(gè)密封件，該密封件以塑料為主體，局部包上橡膠。客戶(hù)在檢測(cè)零件的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，塑料部分在測(cè)試時(shí)容易破裂，從而得出結(jié)論是：塑料件在二次成型時(shí)(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn)，塑料件都是在一個(gè)地方破裂的。通過(guò)有限元分析，我們發(fā)現(xiàn)，塑料件的破損部位實(shí)際上是密封件受到最大應(yīng)力的地方，此處應(yīng)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)該產(chǎn)品，不但可以避免類(lèi)似的錯(cuò)誤，還可以節(jié)省其時(shí)間和金錢(qián)。當(dāng)然，想要成功的分析預(yù)測(cè)橡膠密封件的性能，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經(jīng)驗(yàn)、建模經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累。
2. 選材錯(cuò)誤
常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM或者FPM)和氯丁橡膠(CR)等。這些橡膠的特性各不相同，應(yīng)用也不同。選擇材料要從多方面考慮，比如使用溫度、材料是否耐受介質(zhì)、材料的硬度、壓縮永久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)商能一開(kāi)始就指出選材的問(wèn)題。
3. 密封件質(zhì)量
密封件的生產(chǎn)質(zhì)量與最終產(chǎn)品的可靠性密切相關(guān)。常見(jiàn)的問(wèn)題有：原材料質(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。
4. 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)品失效，比如潤(rùn)滑油使用錯(cuò)誤。
另外一類(lèi)常見(jiàn)的問(wèn)題為安裝錯(cuò)誤。比如在O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。合理的設(shè)計(jì)是確保密封件有效使用的重要因素之一。
橡膠密封件具有寶貴的彈性的高分子材料，較寬的溫度范圍，在不同介質(zhì)中給予較小的應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，這種變形可以提供接觸壓力，補(bǔ)償泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。如果貯存不好則會(huì)影響密封的效果。
以下是橡膠密封件貯存的幾點(diǎn)要求：
1) 溫度：5℃到25℃是理想的儲(chǔ)存溫度，不宜高于25℃。應(yīng)避免接觸熱源及陽(yáng)光照射。對(duì)從低溫儲(chǔ)藏狀態(tài)取出的密封件，應(yīng)將其置于常溫環(huán)境中10分鐘以上，然后再使用。
2) 清潔：根據(jù)需要，可以用肥皂水來(lái)清洗密封件。消毒劑、有機(jī)溶劑、尖銳工具不應(yīng)使用。清洗后的密封件應(yīng)在室溫下晾干，不可接近熱源。貯存橡膠密封件的環(huán)境宜保持清潔。
3) 濕度：倉(cāng)庫(kù)的相對(duì)濕度應(yīng)低于70%。要避免過(guò)于潮濕或過(guò)于干燥，不可出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。
4) 光照：橡膠密封件宜避光貯存，尤其要避免強(qiáng)陽(yáng)光和紫外線(xiàn)的照射。防紫外線(xiàn)的包裝袋可提供最佳的保護(hù)。建議倉(cāng)庫(kù)的窗戶(hù)上涂上紅色或橙色涂料或貼薄膜。
5) 輻射：要避免電離輻射對(duì)密封件的損傷。
6) 變形：橡膠密封件應(yīng)可能以自由松馳狀態(tài)放置，避免受拉伸、壓縮、其他形變，如不宜懸掛、疊放等。
7) 包裝：橡膠密封件不得接觸溶劑、油脂、磁性材料等會(huì)損壞橡膠的材料。不可以使用PVC材料來(lái)包裝密封件。不同材料的密封件不得混裝在一起。
8) 貯存期限：橡膠件的保存期限是由橡膠材料的類(lèi)別來(lái)決定的。
9) 氧和臭氧：橡膠材料應(yīng)避免暴露在循環(huán)流動(dòng)的空氣中。可通過(guò)包裝、纏繞、存放在氣密容器中或其它合適的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。在貯存空間中，不宜有可產(chǎn)生臭氧的設(shè)備，如汞蒸氣燈、易產(chǎn)生電火花或靜電的高壓電器、電動(dòng)機(jī)。
（來(lái)源：橡膠技術(shù)李秀權(quán)工作室）
手機(jī)客戶(hù)端