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發布時間:2021-04-23 08:00  
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橡膠密封件
由于氫化具有上述的耐高溫性,耐油性和優良的物理機械性能,其應用面很廣,油田深井開采的惡劣工況,其橡膠配件非氫化膠莫屬,如油田機械設備密封用各類O圈,封隔器膠筒,螺桿泵定子,防噴器配件,鉆探機用壓縮皮囊等,筆者曾親赴克拉瑪依油田,研發油井用氫化配件,改變依賴進口的格局。但某些情況下,相鄰密封件會沿同方向密封,導致液壓油被困在密封件之間。
氟橡膠品種可分為含氟烯烴類氟橡膠,其中有偏氟乙烯-三氟共聚物,偏氟乙烯-共聚物,偏氟乙烯-四氟乙烯-三元共聚物,偏氟乙烯-五氟共聚物,偏氟乙烯-四氟乙烯-五氟三元共聚物,四氟乙烯-共聚物。目前,的是偏氟乙烯類橡膠,全氟醚橡膠屬特種氟膠,價格十分昂貴,一般的也要三、四萬元一公斤。密封技術的重要性密封失效造成的后果是十分嚴重的,輕者“跑、冒、滴、漏”造成能源和資源的浪費,重者會使操縱失效,甚至產生火災、、環境污染等后果危及人身安全。
氟硅橡膠就像硅膠一樣,結合三氟丙基、與乙烯為側鏈,惟氟硅橡膠經氟化處理。氟硅橡膠的機械和物理屬性與硅膠類似,不過氟硅橡膠較硅膠具備更佳的耐燃油和耐礦物油的物性,但在耐熱方面則較不如硅膠。氟硅橡膠具有優良的耐航空燃料油、液壓油、合成雙酯潤滑等性能,能在204°C (400°F)高溫下長期工作。橡膠是有機高分子化合物,它有以下的特點一、特點(1)較高的體積彈性和較低的形狀彈性,稍加外力就可以改變形狀,而體積卻不易改變,這種性質是其它材料少有的。雖然大多用于航空航天領域,但因其耐燃油性及高溫下的穩定性優越,氟硅橡膠已越來越普遍應用于密封件的制作。
橡膠密封件(Rubber seals)是密封裝置中的一類通用基礎元件,在泄漏和密封這一對矛盾中扮演十分重要的角色。在人類征服自然的過程中解決泄漏和密封問題。一直推動技術進步、防止和減少環境污染的重要途徑。橡膠密封件是密封技術中廣泛應用的一類橡膠制品。許多密封件(特別是彈性體密封件),與新更換液壓油的化學性不兼容(尤其是在一定溫度下防火和可生物降解的液壓油)。因為橡膠具有寶貴的彈性的高分子材料,較寬的溫度范圍,在不同介質中給予較小的應力就會產生較大的變形,這種變形可以提供接觸壓力,補償泄漏間隙,達到密封的目的。主要產品目前有橡膠密封圈、橡膠墊片、法蘭墊片、橡膠減震塊、橡膠O型圈、V型圈、X型圈、Y型圈、等各種形式、大小、顏色、硬度和材料的橡膠制品,雖然我們橡膠密封件產品起步比較慢,但是隨著社會進步,新的密封生產設備和技術的涌現,對密封制品的技術要求越來越苛刻,從而進一步推動新產品的研制和開發。
設計錯誤通常是由於設計人員對產品認識不足造成的。比如對密封件承受的壓力估計不足、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個密封件,該密封件以塑料為主體,局部包上橡膠。客戶在檢測零件的過程中發現,塑料部分在測試時容易,從而得出結論是:塑料件在二次成型時(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。據初步統計機械設備及裝備的質量事故中1/3以上是由于密封失效引起的,其中造成嚴重后果的如:美國挑戰號航天飛機推進器O形密封圈出現故障造成的機毀人亡。經我們分析後發現,塑料件都是在一個地方的。通過有限元分析,我們發現,塑料件的破損部位實際上是密封件受到應力的地方,此處應力已經遠遠超過塑料所能承受的。
如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產品,不但可以避免類似的錯誤,還可以節省其時間和金錢。當然,想要成功的分析預測橡膠密封件的性能,不但要有合適的有限元分析軟件,還要有豐富的材料經驗、建模經驗和長期的數據積累。