Материалдарға, істен шығу механизмдеріне және инженерлік тексеруге практикалық сенімділік нұсқаулығы

Сұйықтық энергетикалық жүйелер — гидравлика және пневматика — қазіргі индустрияның «бұлшық еті мен жүйкесі» болып табылады. Олар энергияны қысымды сұйықтық арқылы жабық контурда жібереді, ал тығыздағыштар сол контурды жабық ұстайтын тосқауыл болып табылады . Тығыздау сәтсіз болғанда, нәтиже сирек 'аз ғана ағып кету' болады: қысымның тұрақсыздығына, ластануға, жетектің дұрыс жұмыс істемеуіне және жоспарланбаған тоқтап қалуға тез жетуге болады.

Тығыздағыштардың барлық түрлерінің ішінде тығыздағыш сақиналар сұйық қуатта ең көп қолданылатын болып қала береді, өйткені олар қарапайым, үнемді және екі жақты тығыздағышты қамтамасыз етеді . Бірақ сенімділік тұрғысынан эластомерлер бір рет қолданылатын аксессуарлар емес. Жоғары қысымда тығыздағыштар экструдталуы мүмкін; жоғары температурада эластомерлер химиялық ыдырайтын және қысу жиынтығын дамытады ; қатты суықта материалдар кішірейеді және байланыс кернеуін жоғалтады. Сондықтан полимер химиясы + композиция + нақты жұмыс жағдайларын түсіну әрбір гидротехник, техникалық қызмет көрсету менеджері және OEM сатып алушысы үшін өте маңызды.

Бұл нұсқаулық материалтану негіздерін, ең көп тараған ақаулық механизмдерін және сенімділікті бірінші рет тығыздау стратегиясын құру үшін пайдалануға болатын тексеру стандарттарын біріктіреді, әсіресе Belt & Road нарықтарында қолданылатын ауыр жүкті гидравликалар үшін. орыс тілді және испан тілінде сөйлейтін аймақтардағы .

1) Неліктен эластомерді таңдау жүйенің сенімділігі туралы шешім болып табылады (қосалқы бөлік шешімі емес)

Гидравликалық жүйе тізбек болып табылады. Егер тығыздауыш әлсіз буын болса, сәтсіздік каскадты болуы мүмкін:

• Кішігірім жылау → майдың жоғалуы және үй шаруашылығының мәселелері

• Май қабықшасы + шаң → абразивті кіру → клапанның катушкасын бағалау

• Ластану → сорғының тозуы → жалпы жүйедегі ақау

• Тоқтау уақыты → жөндеудің жоғары құны + өндіріс жоғалуы + қауіпсіздік қаупі

Көптеген нақты жағдайларда, арзан тығыздағыш таңдауы қымбатқа түсетін техникалық қызмет көрсету оқиғасына айналады, өйткені ағып кету көбінесе сенімділіктің тереңірек төмендеуінің алғашқы симптомы болып табылады..

Іс жүзінде қай жерде тығыздағыштар маңызды:

• Гидравликалық цилиндрлер (шыбықтар, поршеньдік тығыздағыштар, статикалық сақиналар)

• Гидравликалық клапандар (патрондар, пропорционалды клапандар, бағыттаушы клапандар)

• Гидравликалық сорғылар мен қозғалтқыштар (білікке тығыздау, статикалық портты тығыздау)

• Гидравликалық шланг және фитингтер жинақтары (о-сақина бетінің тығыздағыштары, жапсырылған тығыздағыштар, адаптерлер, жылдам қосқыштар)

Қолданбаңыз шланг жинақтарын немесе жылдам қосылымдарды қамтыса, нығыздау стратегиясы гидравликалық шлангтармен, гидравликалық фитингтермен және жылдам қосқыштармен сәйкес келуі керек — діріл, термиялық айналу және жинақтың өзгермелілігіне байланысты ағып кету жиі басталатын аймақтар.

2) Эластомерлер материалтану негіздері: полимер + рецептура + емдеу жүйесі

Сұйық қуатта адамдар көбінесе материалдарды тек полимерлер тобы бойынша белгілейді: NBR, FKM, EPDM, HNBR . Бірақ соңғы өнімділік толық құрамға байланысты , соның ішінде:

• Толтырғыштар (мысалы, көміртекті қара)

• Пластификаторлар

• Қартаюға қарсы қоспалар

• Өңдеу құралдары

• Кептіру (вулканизация) жүйесі және көлденең байланыс тығыздығы

Тіпті бір 'отбасы' ішінде әртүрлі сорттар молекулалық құрылымға, мономер арақатынасына (мысалы, NBR-дегі ACN мазмұны) және емдеу түріне байланысты мүлдем басқаша әрекет етуі мүмкін.

2.1 Полярлық және 'бірдей ериді'

Эластомер мен гидравликалық сұйықтық арасындағы үйлесімділікке молекулалық полярлық қатты әсер етеді.

• NBR құрамында полярлы ACN топтары бар → полярлы емес минералды май негізіндегі гидравликалық сұйықтықтарға жақсы төзімділік

• EPDM полярлы емес → минералды майларда қатты ісініп , механикалық беріктігін тез жоғалтады.

Сондықтан EPDM бір жүйеде 'өте жақсы' және басқа жүйеде 'апатты' болуы мүмкін.

2.2 Вулканизация: күкірт пен пероксидпен емдеу

Вулканизация сызықтық полимерді 3D желісіне түрлендіреді.

• Күкіртпен емдеу : күшті механикалық қасиеттер және шаршауға төзімділік, бірақ желінің қайта орналасуына байланысты жоғары температурада жоғары қысу орнатылуы мүмкін.

• Пероксидпен емдеу : күшті C–C көлденең байланыстары → жақсырақ жылу тұрақтылығы және жақсартылған қысу қондырғысының төзімділігі, өнімділігі жоғары, жоғары температуралы гидравликалық қолданбалар үшін қолайлы.

2.3 Толтырғыштар, қаттылық және экструзияға төзімділік

Жоғары қысымды гидравликада қаттылық бірінші қорғаныс болып табылады . экструзияға қарсы

• 70 Shore A - жалпы мақсаттағы таңдау.

• Жоғары қысымдар (және үлкенірек бос орындар) үшін инженерлер жиі 90 Shore A- ға ауысады және/немесе резервтік сақиналарды (PTFE, PEEK, нейлон, толтырылған PTFE) пайдаланады.

Практикалық ереже: қысым + тазарту + температура сізге 'тек материал' немесе 'материал + экструзияға қарсы құрылым' қажет екенін анықтайды.

3) Гидравликалық нығыздауға арналған негізгі эластомерлер тобы: нені және қашан қолдану керек

Төменде практикалық, инженерлік бағдарланған материал матрицасы берілген. Оны бастапқы нүкте ретінде пайдаланыңыз, содан кейін сұйықтық үйлесімділік сынақтарымен растаңыз.

3.1 NBR (нитрил): минералды май гидравликасына арналған жұмыс күші

Үздік сәйкестік: минералды майлы гидравликалық сұйықтықтар (ISO HL/HM/HV; DIN HLP/HVLP)

Типтік күшті жақтары:

• Мұнайға тамаша төзімділік (минералды май, жанар-жағармай, майлау материалдары)

• үнемді және кеңінен қол жетімді

• Көптеген жылжымалы гидравликалар үшін қолайлы

Типтік диапазон:

• Шамамен -40°C және +120°C (сыныпқа байланысты)

Әлсіз жақтары:

• Озон/УК сезімталдығы

• Жылу-тотықтырғыштық қартаю уақыт өте келе қатайту мен крекингті тудыруы мүмкін

Қолдану жағдайлары:

• Құрылыс машиналарының гидравликасы

• Стандартты цилиндрлер, сорғылар және клапандар

• Минералды-майлы жүйелердегі фитингтер мен шланг қосылымдары

3.2 HNBR (сутектелген NBR): жылу + қоспалар + ұзақ қызмет ету үшін 'NBR жаңартылды'

HNBR қанықпаған байланыстарды азайтады → айтарлықтай жақсырақ:

• Ыстыққа төзімділік

• Озонға төзімділік

• Заманауи қоспалар пакеттеріне қарсы химиялық тұрақтылық (жуғыш заттар, AW/EP қоспалары)

NBR-ден HNBR-ге қашан жаңарту керек:

• Майдың температурасы жиі ~100°C асады

• Ұзақ қызмет ету мерзімі өте маңызды

• Қоспаға бай сұйықтықтар NBR ерте қартаюын тудырады

Қолдану жағдайлары:

• Сенімділігі жоғары өнеркәсіптік энергоблоктар

• Бұрғылау және ауыр жүкті жабдықтар

• Тоқтау құны жоғары болатын қолданбалар

3.3 FKM (фторэластомер, мысалы, Viton®): жоғары температура және химиялық тұрақтылық

FKM күшті C–F облигацияларына байланысты премиум таңдау болып табылады:

• Жоғары үздіксіз температура мүмкіндігі

• Төмен газ өткізгіштігі

• Көптеген майлар мен еріткіштерде тамаша химиялық төзімділік

Бірақ FKM әмбебап емес:

• Күшті негізде тозуы мүмкін

• Кейбір амин қоспалары проблемалы болуы мүмкін

• Белгілі бір фосфатты эфир сұйықтықтары үшін жарамсыз (түріне байланысты)

Қолдану жағдайлары:

• Жоғары температуралы өнеркәсіптік гидравлика

• Газды күшейтуге және төмен өткізгіштікке қойылатын талаптар

• Қатты химиялық орталар (үйлесімді болғанда)

3.4 EPDM: отқа төзімді сұйықтықтар үшін дұрыс шешім (және минералды май үшін дұрыс емес шешім)

EPDM мыналар үшін қолданылатын эластомер болып табылады:

• Су-гликоль сұйықтықтары (HFC)

• Фосфат эфирі отқа төзімді сұйықтықтар (HFD-R, мысалы, авиациялық сұйықтықтар)

Критикалық ереже:

• Ешқашан EPDM-ның минералды маймен жанасуына жол бермеңіз (тіпті кішкентай ластану ісіну мен істен шығуға әкелуі мүмкін)

Қолдану жағдайлары:

• Отқа төзімді гидравликалық жүйелер

• Ауа райы әсеріне төзімділікті қажет ететін сыртқы пневматикалық/гидравликалық жүйелер

• Тежегіш сұйықтық тізбектері және кейбір полярлы сұйықтықтарды қолдану

3.5 VMQ (силикон) және FVMQ (фторсиликон): арнайы мақсаттағы опциялар

• VMQ : өте кең температура диапазоны, бірақ нашар тозуы және механикалық беріктігі → негізінен статикалық тығыздау, электроника құю.

• FVMQ : силикон температурасының артықшылықтары + жақсартылған майға төзімділік → авиациялық жанармай жүйелері, суық аймақтағы көліктер, төмен температура икемділігін және майға төзімділікті қажет ететін диафрагмалық клапандар.

  
  

4) Гидравликалық пломбалардағы істен шығу механизмдері: инженерлік деңгейдегі диагностика

Тығыздағыштардың ақаулары әдетте көп факторлы: материал + геометрия + сұйықтық + қоршаған орта.

4.1 Экструзия және тістеу (жоғары қысым + тазарту)

О-сақиналар қысым астында сығылмайтындай әрекет етеді. Аппараттық саңылау тым үлкен болса, эластомерді саңылауға күштеп салып, содан кейін қозғалыс кезінде кесуге болады — ' тістеу'.

Алдын алудың бақылау тізімі:

• Клирентті азайтыңыз және рұқсаттарды қатайтыңыз

• Қаттылықты арттыру (мысалы, 90 Shore A)

• Төмен қысымды жағына резервтік сақиналарды (PTFE/нейлон/толтырылған PTFE) қосыңыз

• Цилиндрлердегі композициялық тығыздағыш конструкцияларын қарастырыңыз

4.2 Қысу жинағы: 'серпімді жад' жоғалған кезде

Тығыздағыш сұйықтық қысымынан жоғары жанасу кернеуін ұстауы керек. Уақыт өте келе жылу, сұйықтық әсерлері және шамадан тыс қысу полимер желісін өзгертеді, жанасу кернеуі нөлге жақын → ағып кетуге дейін төмендегенше тығыздағышты тегістейді.

Қысу жиынын не басқарады:

• Жоғары температура және ұзақ экспозиция

• Нашар емдеу жүйесін таңдау

• Қате сығу қатынасы / бездің дизайны

• Сұйық қоспалардың химиялық шабуылы

Жоғары сенімділік тәжірибесі:

• Қысу жинағын негізгі сенімділік KPI ретінде қарастырыңыз.зертханалық нөмір емес,

• Маңызды жүйелер үшін қатаң шектеулерді көрсетіңіз және стандартталған сынақ әдістерімен растаңыз.

4.3 Сұйықтықпен әрекеттесу: ісіну, экстракция және химиялық ыдырау

Майда эластомерлер:

• Сұйықтықты сіңіру → ісіну → қаттылық төмендейді

• Пластификаторларды/қоспаларды жоғалтыңыз → жиырылады және сынғыш болады

• Химиялық әсерге ұшырау → жарылуы, жұмсаруы, созылу беріктігін жоғалту

Инженерлік ереже:

• Кез келген 'жаңа' гидравликалық сұйықтық (немесе жаңа қоспалар пакеті) үйлесімділікті тексеруді қажет етеді.базалық май ұқсас болып көрінсе де,

4.4 Газдың жылдам декомпрессиясы (RGD) және сутегінің өтуі

Жоғары қысымды газ/сутегі орталарында газ эластомерге ериді. Жылдам қысымсыздандыру кезінде газ ішке кеңейіп, микрожарықтар мен көпіршіктер жасайды — кейде «жарылғыш» ақаулық пайда болады.

Жалпы тәсілдер:

• Төмен өткізгіштігі бар материалдарды таңдаңыз (көбінесе белгілі бір FKM сорттары)

• Беріктілігі жоғары, қаттылығы жоғары эластомерлерді қолданыңыз (мысалы, 90 Shore HNBR)

• Мүмкіндігінше қысымның төмендеуін бақылаңыз

• Қолданба үшін RGD-арнайы тестілеу хаттамаларымен растаңыз

5) Гидравликалық сұйықтық түрін тығыздағыш материалға сәйкестендіріңіз: практикалық таңдау матрицасы

Дұрыс таңдау үшін сұйықтық санатынан (ISO/DIN) бастаңыз, содан кейін температура, қысым және жұмыс циклі бойынша нақтылаңыз.

Жалпы нұсқаулық матрицасы:

• Минералды майлар (ISO HL/HM/HV; DIN HLP/HVLP): NBR (стандартты), HNBR (жоғары температура/ұзағырақ қызмет ету мерзімі), FKM (өте жоғары температура)

• Су-гликоль (HFC): EPDM қолайлы; NBR жоғары температурада шектелуі мүмкін

• Фосфат эфирлері (HFD-R): EPDM әдетте арнайы сәйкестік болып табылады; төтенше жағдайларда арнайы материалдар қажет болуы мүмкін

• Биологиялық ыдырайтын эфирлер (HETG/HEES): HNBR жиі теңдестірілген таңдау; Үйлесімді жерде жоғары өнімділікке арналған FKM

Жабдық ыстық жұмыс істеп тұрса (көбінесе ауыр экскаваторлардағы жабық қозғалтқыш ұяларында) NBR-ден HNBR-ге көшу көбінесе ағып кетуді азайтудың, қызмет көрсету аралықтарын тұрақтандырудың және меншіктің жалпы құнын жақсартудың ең тікелей жолы болып табылады.

6) Сенімділікті (және сатып алуды) қорғайтын тексеру стандарттары

Егер сіз тек деректер парағы негізінде мөрлерді сатып алсаңыз, сіз құмар ойнайсыз. Сенімділікке бағытталған топтар 'маркетингтік шағымдарды' инженерлік дәлелдерге түрлендіру үшін стандартталған валидацияны пайдаланады.

Білуге ​​болатын негізгі стандарттар:

• ISO 3601 : O-сақина өлшемдері, рұқсаттар және бет ақауларының жіктелуі

• ASTM D471 : сұйықтықты батыру сынағы (көлемнің өзгеруі, қаттылықтың ығысуы, массаның өзгеруі)

• ASTM D395 : қысу жиынын бағалау

• ISO 48-2 (IRHD) : көптеген жағдайларда Shore A-ға қарағанда қисық бөліктерде жақсырақ қайталанатын қаттылықты сынау

• ISO 2230 : сақтау шарттары және жарамдылық мерзімі бойынша нұсқаулық

Сатып алудың ең жақсы тәжірибесі:

• батыру сынағы нәтижелерін талап етіңіз . Дәл гидравликалық сұйықтыққа немесе құжатталған эквивалентке

• Жұмыс цикліне сәйкес келетін көлемді өзгерту және қаттылықты ауыстыру үшін қабылдау/қабылдамау шектерін орнатыңыз.

• Жоғары қысымды цилиндрлерді қолдану үшін экструзияға төзімділікті растаңыз. тек зертханалық купондарды ғана емес, нақты саңылау және қысым жағдайларымен

7) Сақтау және қызмет ету циклін басқару: тығыздағыштар орнату алдында 'қартаюы' мүмкін

Эластомерлер қатайту аяқталғаннан кейін қартая бастайды. Нашар сақтау тығыздағыштарды құрылғыға жетпей тұрып бұзуы мүмкін.

Сақтау принциптері (ISO 2230 логикасына сәйкес):

• Температура: бақыланатын қалыпты диапазон; жылу көздерінен аулақ болыңыз

• Ылғалдылық: төтенше жағдайларды болдырмаңыз (тым құрғақ немесе тым ылғалды)

• Жарық және озон: ультракүлгін сәулелерден, тікелей күн сәулесінен, жоғары вольтты жабдықтан алыс ұстаңыз

• Стресстен аулақ болыңыз: сақиналарды ілмектерге ілмеңіз; тұрақты деформацияны болдырмайды

Өмірлік циклді алып тастау:

• «Ең жақсы материал» тығыздағышы нашар сақталса, қате орнатылса немесе сәйкес келмейтін сұйықтықпен пайдаланылса, әлі де ерте істен шығуы мүмкін.

8) Далалық сабақ: 'кішігірім ағып кету' жүйенің ақаулығына қалай айналады

Жалпы ауыр жабдық үлгісі:

1. Цилиндр штангасында шамалы май қабығы пайда болады.

2. Қабықшаға шаң жабысып қалады → абразивті ластану қаупі артады.

3. Шыны тазалағыштар қоқыстарды толығымен жоя алмайды → бөлшектер жүйеге енеді.

4. Клапан катушкалары мен сорғы компоненттерінің тозуы → өнімділік төмендейді.

5. Жүйе күрделі жөндеуді, жууды және компоненттерді ауыстыруды қажет етеді.

Сенімділік сабағы:

• Ағып кетуді бақылау - ластануды бақылау , ал ластануды бақылау - сорғы мен клапанның қызмет ету мерзімін бақылау.

9) OEM, техникалық қызмет көрсету топтары және сатып алушылар үшін практикалық ұсыныстар

Осы 'ең аз жабық цикл' әдісін пайдаланыңыз:

1. Сұйықтықты дәл анықтаңыз (ISO/DIN санаты + қоспа түрі).

2. Тығыздау интерфейсінде нақты температура әсерін анықтаңыз (тек резервуар температурасы емес).

3. Қысымды + тазартуды бағалаңыз және сізге сақиналар немесе композиттік тығыздағыштар қажет пе екенін шешіңіз.

4. Стандартталған сынақтармен растаңыз (сәйкес температурада батыру + қысу орнату).

5. Қызмет көрсету алдында тығыздағышты қорғау үшін сақтау, құрастыру және орнату тәжірибесін бақылаңыз.

Бұл гидравликалық құрамдастарды іздеуге қосылған жерде:

• толық гидравликалық шешімдерді жеткізсеңіз, Гидравликалық сорғылар, гидравликалық қозғалтқыштар, гидравликалық клапандар, гидравликалық цилиндрлер, гидравликалық шлангілер және фитингтер сияқты тығыздау стратегиясы бүкіл жүйеде үйлесімді болуы керек. Мысалы, шланг ұшын нығыздау (о-сақина бетінің тығыздағышы, тығыздағыш) 'ең әлсіз буынның' ағып кетуін болдырмау үшін цилиндр мен клапан тығыздағыштары сияқты сұйықтық/температуралық шындыққа сәйкес келуі керек.

Егер сіздің тұтынушыларыңыз Ресей/ТМД немесе испан тілінде сөйлейтін Belt & Road нарықтарында жұмыс істейтін болса, стандарттаған жөн : екі деңгейлі тығыздау опциясын баға ұсыныстарыңызда

• Стандарт: минералды майдың типтік жағдайлары үшін NBR

• Жаңарту: жоғары температура / ұзақ мерзімді сенімділік үшін HNBR
  …және FKM/EPDM тек сұйықтық пен қоршаған орта оны ақтайтын жерде ғана ұсыныңыз.

Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Стандартты минералды майлы гидравликалық жүйелер (DIN HLP/HVLP) үшін қандай тығыздағыш материалы жақсы?
A: Көптеген минералды май жүйелерінде NBR стандартты таңдау болып табылады. Егер май температурасы жиі ~100°C жоғары болса немесе ұзақ қызмет мерзімі қажет болса, HNBR әдетте жақсырақ жаңарту болып табылады.

2-сұрақ: EPDM тығыздағыштарын минералды майы бар гидравликалық жүйелерде қолдануға бола ма?
A: Жоқ. EPDM минералды маймен бірге қолдануға болмайды , себебі ол қатты ісініп, күшін жоғалтып, тез ағып кетуіне және істен шығуына әкелуі мүмкін.

3-сұрақ: Гидравликалық жабдықта FKM (Viton®) қашан қолдануым керек? A:
пайдаланыңыз . FKM-ді жоғары температура, төмен газ өткізгіштігі немесе химиялық төзімділік қажет болғанда — арнайы сұйықтықпен және қоспалармен үйлесімділікті растағаннан кейін

4-сұрақ: Жоғары қысымды цилиндрлердегі O-сақина экструзиясын не тудырады?
A: Экструзия әдетте қысым жоғары болғанда және аппараттық саңылау тым үлкен болғанда орын алады , бұл эластомерді саңылауға мәжбүрлеуге және қозғалыс кезінде кесуге мүмкіндік береді. Жоғары қаттылық және сақиналар кең таралған шешімдер болып табылады.

5-сұрақ: Гидравликалық сұйықтықпен тығыздағыштың үйлесімділігін растау үшін қандай сынақ ең пайдалы?
A: ASTM D471 батыру сынағы температурадағы белгілі бір сұйықтыққа әсер еткеннен кейін ісінуді, қаттылықтың өзгеруін және массаның/көлемнің өзгеруін бағалау үшін кеңінен қолданылады.

6-сұрақ: Суық аймақтарда (мысалы, Сібір) жұмыс істейтін машиналар үшін тығыздағыштарда нені қадағалауым керек?
A: Төмен температура икемділік пен контакт кернеуін төмендетуі мүмкін. Төмен температурада тексерілген өнімділігі бар материалдар мен сорттарды таңдаңыз және нақты жұмыс жағдайларымен растаңыз (динамикалық тығыздау статикалықтан гөрі талап етеді).

7-сұрақ: Түтіктер мен фитингтер қосылымдарындағы гидравликалық ағып кетуді қалай азайтуға болады?
A: Тығыздағыш материалдың сұйықтыққа сәйкес келетініне көз жеткізіңіз, құрастыру моменті мен бетінің аяқталуын бақылаңыз және қосылым түрлерін стандарттаңыз. Тұрақты сапалы гидравликалық шлангілер мен фитингтерді пайдалану флоттардағы ағып кету қаупін азайтады.

8-сұрақ: Орнату алдында тығыздағыштардың жарамдылық мерзімі бар ма?
A: Иә. Эластомерлер уақыт өте келе қартаяды. Жақсы сақтау (бақыланатын температура, төмен озон/УК экспозициясы, деформация жоқ) ерте ақауларды болдырмау үшін маңызды.