Як ви хотіли б зв'язатися з нами?
  • Russian
  • Ukrainian
ruuk +380 50 417 3929 sbit@kauchuk.ua Пн - Пт 08:30 - 17:00 87504, м. Маріуполь, ул. Вузівська, 1-А
Сертифікат
ISO 9001:2015
Сертифікат
IATF 16949:2016
+380 67 000 1997
+380 95 048 1000
СКАЧАТИ ПРАЙС

Аналіз пошкоджень кілець ущільнювачів

Завод РТИ "КАУЧУК" > Блог > Аналіз пошкоджень кілець ущільнювачів

Вимоги до ущільнювальних кілець круглого перетину

У більшості випадків важко визначити, що спричинило пошкодження і відмова кільця ущільнювача – помилки в дизайні, порушення при установці або недотримання умов експлуатації. Іноді несправність викликається декількома факторами, що діють одночасно.

Оптимальний термін служби може бути досягнутий тільки при дотриманні необхідних умов експлуатації, правильного вибору гумової суміші, попередніми випробуванням і кваліфікованим складальним персоналом.

Через різноманіті сфери застосувань вимоги до ущільнювача кільцям круглого перетину можуть включати:

  • стійкість до середовища;
  • температурну стійкість;
  • стійкість до тиску;
  • абразивну стійкість;
  • компактність конструкції;
  • можливість заміни.

З огляду на просту геометрію кілець ущільнювачів і різноманітність сфер застосування, фізико-механічні та хімічні показники є основними факторами. В даному випадку завдання фахівців заводу ГТВ «КАУЧУК» – надати консультативну підтримку у виборі підходящої гумової суміші для функціонування ущільнення в заданих умовах.

 

Видавлювання в зазор під дією тиску

Дія кільця ущільнювача відбувається завдяки його пружним властивостям в стислому стані без тиску на кордонах поверхонь, що ущільнюються. При збільшенні тиску кільця ущільнювачів поводяться як нестискувані рідини і кільце ущільнювача запресовується в зазор ущільнення.

Видавлювання кільця ущільнювача може виникнути в наступних випадках:

  • динамічне ущільнення;
  • статичне ущільнення з пульсуючим тиском;
  • статичне ущільнення з високим тиском;
  • занадто широкі зазори.

Одна з причин – це економія на обробці виробів, яка призводить до занадто великих допусків і внаслідок цього надто великим зазорам. Інша причина – згинання кришок, фланців і циліндрів, що призводить до розтягування болтів під навантаженням. У цьому випадку опір гумової суміші до розтягування може бути недостатнім для швидкого відновлення або перевищується стійкість еластомеру і кільце ущільнювача виштовхується в зазор.

Фізичні властивості можуть погіршуватися в результаті впливу високих температур і розбухання.

До видавлювання ущільнювального фактора можуть призвести такі фактори:

  • занадто м’який матеріал кільця ущільнювача;
  • фізичний або хімічний вплив;
  • нерівномірність зазорів, викликана неспіввісністю;
  • гострі кути посадкової канавки ущільнювача кільця;
  • матеріал кільця ущільнювача, який розм’якшується при більш високих температурах.

Для запобігання видавлювання кілець ущільнювачів можна застосувати наступні заходи:

  • зменшення допусків для зменшення розміру зазору;
  • установка опорного антиекструзійного кільця;
  • збільшення твердості гумової суміші кільця ущільнювача;
  • перевірка сумісності середовища застосування;
  • обмеження застосування допусків, які ведуть до неспіввісністі;
  • зміна радіуса канавки (мінімум на величину від 0,1 мм до 0,4 мм).

 

Вихід з ладу через залишкову деформацію при стисканні

Залишкова деформація при стисненні, а також часткова або повна втрата пружноі пам’яті еластомеру, є ще однією причиною виходу з ладу кільця ущільнювача. Головною причиною цього може бути гумова суміш і умови експлуатації кільця ущільнювача.

Пружність матеріалу ущільнювального кільця залежить від типу каучуку, робочої температури, опору старіння і хімічної стійкості гумової суміші. Ущільнювальна здатність кілець круглого перетину залежить від низької залишкової деформації при стисканні.

Погіршення пружних властивостей в загальному випадку може пояснюватися втратою вузлів поперечних зв’язків між ланцюгами молекули або утворенням нових вузлів. Залишкова деформація при стисканні може бути оборотною. При більш високих температурах пружність повертається, і ущільнююча сила діє знову. Це дає точку відліку для низькотемпературної гнучкості еластомеру.

Висока залишкова деформація при стисненні і подальша втрата ущільнювального дії можуть бути викликані наступними причинами:

  • низька якість гумової суміші;
  • неправильна конструкція посадкової канавки;
  • підвищення робочої температури вище встановлених значень;
  • зміна умов робочого середовища.

Для запобігання несправностей даного типу можливі такі рішення:

  • вибір гумової суміші, більш придатної для умов експлуатації;
  • використання гумової суміші більш високої якості з низькою залишковою деформацією при стисканні;
  • зменшення температурного впливу на ущільнення;
  • зменшення тертя для запобігання нагрівання;
  • перевірка матеріалу ущільнювального кільця;
  • використання посадкової канавки правильної конструкції.

 

Перекручені кільця ущільнювачів, спіральні дефекти

Ці ушкодження вважаються типовими. Зовні вони характеризуються відмітками спіральної форми або порізами на поверхні ущільнювального кільця, які зазвичай ведуть до руйнування ущільнення.

У динамічному застосуванні ущільнень цей дефект може виникнути через зміни ступеня стиснення поперечного перерізу кільця ущільнювача внаслідок втрати круглості або неспіввісності ущільнювальних компонентів. Отже, частини кільця ущільнювача будуть ковзати, в той час як інші будуть обертатися. Це веде до утворення спіральних відміток або порізів через перекручування ущільнювального кільця.

У статичних ущільненнях кільце ущільнювача зазвичай закручується під час його установки в канавку. Через
несприятливі відносини між поперечним перерізом і внутрішнім діаметром (великий діаметр і малий поперечний переріз) кільце ущільнювача обертається в області збирання всередині канавки.

Даний вид ушкоджень може бути викликаний наступним:

  • некруглі компоненти збірки;
  • неспіввісність компонентів збірки; дуже грубі поверхні;
  • відсутність мастила або погане мастило;
  • занадто м’який матеріал кільця ущільнювача;
  • недостатня швидкість ходу поршня;
  • порушення при складанні (кільце ущільнювача встановлено в перевернутому стані);
  • несприятливе співвідношення поперечного перерізу до внутрішнього діаметру.

Щоб уникнути пошкодження даного виду можна зробити наступне:

  • зменшення відхилення від круглості або неспіввісності деталей пристрою;
  • зменшення деформації діаметра поперечного перерізу;
  • забезпечення наявності змащувальних матеріалів;
  • поліпшена обробка поверхні;
  • використання ущільнювального кільця з більш твердої гумової суміші;
  • вибір більшого співвідношення поперечного перерізу до зовнішнього діаметра;
  • акуратна збірка з використанням мастильного матеріалу

Вибухова декомпресія

Всі каучуки мають певний ступінь проникності газу. Тому газ під тиском буде проникати в кільце ущільнювача, і, чим вище тиск, тим більше газу проникне в ущільнювальний матеріал. Якщо тиск швидко впаде, то газ всередині кільця ущільнювача швидко розшириться і станеться формування здуття на поверхні ущільнення з подальшим розривом. Це називається вибуховою декомпресією.

Вибухова декомпресія залежить від наступних факторів – тиск, час декомпресії, тип газу, тип гумової суміші і поперечний переріз кільця ущільнювача. Для виникнення вибухової декомпресії тиск зазвичай має перевищувати 30 бар. Наявність чадного газу призведе до руйнування поверхні ущільнення в більших випадках, ніж, наприклад, азоту.

Для запобігання вибухової декомпресії можна використовувати кільця ущільнювачів з меншим поперечним перерізом, що призведе до зменшення контактної поверхні. З підвищенням твердості гумової суміші зменшується ймовірність настання вибухової декомпресії.

Заходи із запобігання руйнуванн кільця ущільнювача вибуховою декомпресією:

  • збільшення часу декомпресії для більш повільного виходу газу, який проник в ущільнення;
  • зменшення поперечного перерізу;
  • вибір гумової суміші для ущільнювального кільця з хорошою стійкістю до вибухової декомпресії.

 

Стирання

Ущільнювальні кільця, що використовуються в динамічних ущільненнях, схильні до тертя і, отже, стирання.

В контексті цього повинен бути прийнят до уваги наступний взаємозв’язок:

  • тертя пропорційно стиску поверхні;
  • стирання пропорційно тертю;
  • зростання температури ущільнення пропорційне тертю.

Разом з робочим середовищем повинні розглядатися індивідуальні параметри для досягнення оптимальних умов.

У статичних ущільненнях пошкодження від стирання може виникнути в поєднанні з дуже великим пульсуючим тиском. Пульсуючий тиск змушує кільце ущільнювача переміщатися всередині канавки, що, в разі поганої обробки поверхні, веде до більшого стирання. Проблема може бути вирішена зменшенням шорсткості поверхні.

Помилки при установці

Для забезпечення належного функціонування кілець ущільнювачів протягом всього терміну служби під час установки слід дотримуватися певних інструкцій для запобігання пошкодження ущільнень. Пошкодження при установці можуть виникнути в таких ситуаціях:

  • протягування кілець ущільнювачів над гострими краями і різьбами;
  • прокладання камер і отворів через клапанні блоки;
  • використання ущільнюючих кілець із завищеними розмірами в поршнях / циліндрах;
  • використання ущільнюючих кілець зі зменшеними розмірами в ущільненнях штока (установка розтягнутих кілець ущільнювачів, «Ефект Джоуля»);
  • перекручування, зрізання або обрізка кільця ущільнювача під час складання;
  • збірки без змащення;
  • забруднення.

Для запобігання пошкоджень при установці можна зробити наступні заходи:

  • сточування всіх гострих кутів, використання настановних муфт або заклеювання різьблення скотчем;
  • виконанням вхідної фаски з кутом від 15 ° до 20 °;
  • підтримання чистоти під час установки;
  • використання складального мастила;
  • перевірка розміру кільця ущільнювача перед складанням;
  • акуратна збірка за допомогою професіоналів.