O-ringurile masinii se deterioreaza din mai multe motive. Acest scurt ghid ofera detalii ale unora din cele mai comune modalitati de deteriorare (mai exista si altele, dar nu sunt acoperite de acest articol).
Modalitati comune de deterioare ale o-ringurilor
Abraziunea
Indicatii vizuale: Fetele de contact ale o-ringului au suprafata zgariata, iar unde uzura a fost mai mare existand sfasieri mai adanci si chiar rupturi.
Cauze: Des intalnita in aplicatiile dinamice, abraziunea are loc in conditiile contactului repetat dintre suprafata o-ringului si lacas ce duc la frecari excesive intre cele doua. Lubrifierea incorecta sau finisarea defectuoasa a suprafetei metalice pot exacerba riscul, deoarece pot permite infiltrarea contaminantilor abrazivi in sistemul de etansare.
Solutie: Asigurarea unei lubrifieri corecte a sistemului de etansare este important. Infiltrarea substantelor contaminante poate fi redusa prin folosirea de racloare.
Atacul chimic
Indicatii vizuale: In functie de substanta chimica ce trebuie etansata, o-ringul poate prezenta un numar de semne incluzand vezicule, crapaturi, o modificare a duritatii sau decolorare.
Cauze: Unele substante chimice pot reactiona cu anumiti elastomeri. Adesea, aceasta duce la cresterea densitatii reticulare, rezultand un material dur si casant cu o abilitate redusa de a oferi o forta de reactie. Si ruperea lantului polimeric este posibila, ducand la scaderea rezistentei. Uneori poate scadea densitatea reticulara, rezultand un material mai moale si lipicios, ceea ce duce la pierderea formei initiale si a integritatii.
Solutie: Alegerea unui material elastomer corect este vitala pentru a asigura ca garnitura este compatibila cu mediul de aplicare. Atacul chimic este accelerat la temperatura ridicata si cand garniturile elastomere sunt supuse solicitarii ca rezultat al intinderii sau comprimarii excesive si ale conditiilor mecanice. Verifica compatibilitatea termica a tipurilor principale de elastomeri, folosind ghidul nostru online.
Umflarea chimica
Indicatii vizuale: Oringul pare mai mare decat dimensiunile lui initiale. Aceasta pare sa aiba loc de-a lungul intregii garnituri sau in anumite locuri care au fost supuse mediului chimic.
Cauze: Umflarea este cauzata de patrunderea mediului chimic in elastomer ca rezultat al similaritatii chimice dintre compus si mediu. Volumul crescut al garniturii poate duce la umplerea presgarniturii, extrudare si la pierderea etanseitatii. Umflarea chimica poate duce si la pierderea proprietatilor fizice, cum ar fi rezistenta la rupere.
Solutii: Foloseste un material elastomer de etansare cu rezistenta dovedita la mediul chimic. Verifica compatibilitatea chimica ale tipurilor principale de elastomeri.
Modificarea prin compresie
Indicatii vizuale: Sectiunea transversala a oringului devine mai putin circulara, cu suprafate aplatizate, luand forma canalului sau presgarniturii. O-ringul a luat o forma permanenta, adica e incapabil sa-si revina la forma initiala dupa inlaturarea factorului deformant. Acest lucru este cuantificat ca o pierdere procentuala in compresie comparata cu compresia initiala aplicata.
Cauze: Modificarile fizice si chimice pot aparea la un elastomer la temperaturi ridicate. Densitatea reticulara poate creste ducand la pierderea elasticitatii oringului si a abilitatii de a reveni la forma initiala. Aceasta este o modificare chimica permanenta. Solicitarile la care sunt supuse garniturile la temperaturi inalte nu dispar atunci cand temperatura este redusa. Acest fenomen se numeste modificare la rece si este reversibila la incalzire. Micsorarea in sectiune transversala rezulta intr-un contact redus al fortei de etansare care duce la aparitia riscului de scurgere in sistemele unde au loc cicluri termice si de presiune. Alte cauze includ proiectarea incorecta a presgarniturii, umflarea in volum cauzata de fluidul din sistem si vulcanizarea incompleta a garniturii in timpul procesului de productie.
Solutie: Selectarea elastomerilor cu modificare la compresie scazuta si/sau randament la temperaturi inalte va ajuta la extinderea vietii garniturii. Modelul presgarniturii ar trebui verificat pentru a asigura ca oringul nu este supracomprimat. Modificarea la rece poate fi redusa folosind o structura polimerica mai flexibila, aceasta fiind reflectata intr-o temperatura de tranzitie vitroasa mai scazuta.
Extruderea si ciupiturile
Indicatii vizuale: Marginile oringului la presiune joasa au o infatisare ciupita, ciobita sau dantelata. O nivelare poate aparea in cazuri extreme unde suprafata oringului pare a fi decojita.
Cauze: Eforturile mari, de obicei rezultate a presiunii mari ce forteaza materialul in intersitii, duce la aparitia extrudarii. Pulsuri de presiune inalta pot cauza ca interstitiile dintre suprafetele de contact sa se inchida si sa se deschida. Aceasta poate cauza ca oringul sa fie prins intre marginile suprafetelor de contact, ducand la deteriorarea fizica a suprafetei garniturii, adesea denumita si ciupire.
Solutie: Un material mai dur poate ajuta, precum si folosirea unor dispozitive de siguranta ce pot reduce interstitiile.
Decompresia exploziva
Indicatii vizuale: Suprafata garniturii ar putea prezenta umflaturi, ar putea fi crapate, marcata de taieturi adanci sau complet rupta in cazuri extreme.
Cauze: Cand garniturile de elastomeri sunt supuse la gaze aflate sub presiune mare la temperaturi inalte pentru o perioada indelungata, gazul este absorbit in compusul polimeric. Cand presiunea externa este redusa, gazul dizolvat in material iese din solutie sub forma de microbule. Cand gazul se dilata, va trece prin material spre exteriorul acestuia. Problema apare cand rata de decompresie si expansiune este mare, iar gazul prins in garnitura se dilata peste capacitatea materialului de a retine bulele de gaz.
Solutia: Cresterea timpului alocat descompunerii si reducerii temperaturii va scadea de obicei riscul pagubelor provocate de decompresia exploziva, precum si alegerea unor materiale rezistente la acest fel de fenomen.
Deteriorari produse de instalare
Indicatii vizuale: Deteriorarile provocate la garnituri in timpul instalarii pot fi observate prin taieturi si crestaturi specifice si exacte, toate fiind restrictionate la suprafata oringului.
Cauze: Deteriorarile provocate de instalare pot lua o gama variata de forme, de la abraziunea garniturii de componentele metalice pana la deteriorarile cauzate de instalarea neatenta a garniturilor murdare, rasucite sau nelubrifiate corespunzator. Marimea incorecta a garniturii pentru aplicatia respectiva este si ea un factor important in deteriorarea provocata de instalare.
Solutii: Atentia sporita la instalarea oringurilor este cheia pentru prevenirea pagubelor provocate de instalare. Acoperirea marginilor ascutite folosind banda sau un strat protector va preveni crestarea suprafetei. Sanfrenul corespunzator al organelor de asamblare si lubrifierea corecta ajuta la prevenirea deteriorarii provocate de instalare.
Emanatiile de gaz
Indicatii vizuale: De obicei, garnitura nu are modificari vizibile. In situatii extreme, o micsorare poate fi observata.
Cauze: Ingredientele componente ale formulei elastomerului pot fi degajate (volatilizate) in conditii de vid. Aceste componente pot face parte fie din formula elastomerului, din produse de decompozitie sau din alte gaze care sunt prinse in materialul polimerului in timpul procesului de turnare in matrita. In aplicatiile semiconductoare, moleculele emanatiilor de gaz pot cauza contaminarea in cazul prelucrarii plachetelor. In aplicatiile industriale pot afecta performanta vidului.
Solutie: Materialele formate din polimeri puri, fara ingrediente volatile (de exemplu: plastifianti, ceara, etc) asigura emanatii mai scazute. Folosirea materialelor potrivite la temperaturi corecte pentru aplicatia respectiva ajuta, de asemenea, la pastrarea emanatiilor la nivel scazut.
Degradarea provocata de plasma
Indicatii vizuale: Un element important este pierderea uniforma de material pe suprafetele care vin in contact cu plasma. In unele cazuri, pe suprafata garniturii se pot observa reziduuri sub forma de praf sau decolorare, in functie de tipul de material.
Cauze: Plasma consta in gaze ionizate cu o energie extrem de mare si/sau radicali care ataca componentele organice ale materialului, formand mici molecule sau particule. Corodarea are loc din cauza bombardamentului cu ioni in acelasi timp cu atacul chimic.
Solutie: Expunerea indelungata la plasma produce garniturilor pagube ce nu pot fi evitate. Compatibilitatea chimica a materialului poate ajuta garnitura sa reziste mai mult timp, prelungind viata acesteia si reducand impactul perioadei de nefunctionare a echipamentului.
Spiralarea
Indicatii vizuale: Garnitura prezinta un model spiralat in jurul exteriorului, cu taieturi adanci la suprafata garniturii la 45 grade acolo unde nivelele maxime de efort sunt vizibile.
Cauze: Spiralarea unui oring poate avea loc in timpul miscarii alternative rectilinii, fie in timpul instalarii, fie in uz. Nivelul de spiralare este afectat de multi factori printre care si suprafetele neegale, lubrifierea incorecta, frecarea, erorile de montaj si componentele excentrice.
Solutie: Un oring dintr-un material mai dur este un punct de plecare bun in prevenirea spiralarii. Ai putea lua in considerare si un profil de garnitura diferit, cum ar fi inelele X de la PPE sau garnitura D dovedite ca rezista spiralarii fara o reducere a performantei garniturii. Daca o garnitura pentru presiune inalta este necesara, garnitura in T ofera o solutie de etansare robusta impreuna cu inelele complementare de rezerva. Inelele X, garniturile D si T de obicei se potrivesc in spatiile existente pentru oringuri.
Degradarea termica
Indicatii vizuale: Pot exista situatii in care sa apara crapaturi radiale pe suprafetele supuse temperaturilor celor mai inalte. Daca materialul de etansare este predispus la termoplastifiere, suprafata ar putea deveni lucioasa in anumite locuri. Degradarea termica este adesea insotita de compresie.
Cauze: Temperatura aplicatiei depaseste temperatura maxima admisa pentru materialul garniturii sau a avut loc un ciclu de temperatura excedent. Temperaturile inalte pot creste densitatea reticulara in elastomeri, rezultand o crestere in duritate si modul, facandu-i mai putin elastici.
Solutie: Selectarea unui material elastomer rezistent la temperaturi mai inalte este solutia evidenta.
Extrudarea termica
Indicatii vizuale: Exista semne vizibile atunci cand oringul nu mai are profil rotund. O margine dantelata va fi evidenta pe doua parti opuse sau suprafete ciupite unde sectiuni ale suprafetei oringului au fost distruse. In aplicatiile cu presiune inalta, extrudarea sau ciupiturile pot fi inexistente pe partea cu presiune inalta si evidente doar pe partea cu presiunea joasa. Oringul adesea ia forma canalului.
Cauze: Coeficientul de expansiune termica a unui elastomer este de obicei mai mare decat cea a metalului care-l inconjoara. Aceasta inseamna ca la temperaturi inalte, volumul elastomerului va creste mai mult decat materialul care-l inconjoara, astfel ca, la temperaturi inalte, oringul poate umple canalul si apoi sa se extrudeze in spatiul liber dintre piese.
Solutie: Modelul canalului ar trebui optimizat astfel incat sa existe suficient spatiu pentru a primi volumul aditional al garniturii la temperaturi inalte si sa se evite umplerea canalului – vezi ghidul nostru online pentru dimensiunile de canal.
Degradare UV
Indicatii vizuale: Primul semn al suprafetelor expuse ale oringurilor va fi decolorarea, expunerea excesiva a materialelor predispuse ducand la crapare, iar in cazuri extreme la dezintegrare.
Cauze: Lumina ultravioleta poate avea un efect distructiv asupra materialelor elastomere. Lumina UV are lungimea de unda scurta, deci are energie mare, care poate interactiona cu structura moleculara a partii expuse a elastomerului. Aceasta duce in general la separarea lanturilor polimerice si cauzeaza crapaturi la suprafata care conduce la scurgeri si distrugeri premature.
Solutie: Materialele negre de obicei rezista la distrugerile UV mai bine ca orice alta culoare, materialul fluorurate demonstrand si ele o rezistenta mai mare.
