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O型密封圈主要失效的原因及其防治措施
發(fā)布者：admin 時(shí)間：2023-02-28 09:53:00
O型密封圈設(shè)計(jì)、使用不當(dāng)會(huì)加速O型密封圈的損壞，喪失密封性能。實(shí)驗(yàn)表明，如密封裝置各部分設(shè)計(jì)合理，單純地提高壓力，并不會(huì)造成O型密封圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下，O型密封圈破壞的主要原因是O型密封圈材料的永久變形和O型密封圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷一級(jí)O型密封圈在運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。
O型密封圈材料的永久變形
由于O型密封圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料，所以初期設(shè)定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)產(chǎn)生永久變形而逐漸喪失，最終發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是O型密封圈失去密封性能的主要原因，以下是造成O形密封圈材料永久變形的主要原因。
1)壓縮率和拉伸量與O型密封圈材料永久變形的關(guān)系 制作O型密封圈所用的各種配方的橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象，此時(shí)，壓縮應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。使用時(shí)間越長(zhǎng)、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大，以致O型密封圈彈性不足，失去密封能力。因此，在允許的使用條件下，設(shè)法降低壓縮率是可取的。增加O型密封圈的截面尺寸是降低壓縮率最簡(jiǎn)單的方法，不過(guò)這會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)尺寸的增加。
應(yīng)該注意，人們?cè)谟?jì)算壓縮率時(shí)，往往忽略了O型密封圈在裝配時(shí)受拉伸而引起的截面高度的減小。O型密封圈截面面積的變化是與其周長(zhǎng)的變化成反比的。同時(shí)，由于拉力的作用，O型密封圈的截面形狀也會(huì)發(fā)生變化，就表現(xiàn)為其高度的減小。此外，在表面張力作用下，O型密封圈的外表面變得更平了，即截面高度略有減小。這也是O型密封圈壓縮應(yīng)力松弛的一種表現(xiàn)。
O型密封圈截面變形的程度，還取決于O型密封圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下，硬度大的O型密封圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下，橡膠材料的O型密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形，O型密封圈截面高度會(huì)相應(yīng)減小，以致最后失去密封能力。
2)溫度與O型密封圈馳張過(guò)程的關(guān)系
使用溫度是影響O型密封圈永久變形的另一個(gè)重要因素。高溫會(huì)加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，O型密封圈的壓縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時(shí)，O型密封圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O型密封圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值，將隨著O型密封圈的馳張過(guò)程和溫度下降的作用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O型密封圈，O型密封圈初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或完全消失。在-50～-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會(huì)完全喪失初始應(yīng)力;即使耐低溫的橡膠材料，此時(shí)的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的25%。這是因?yàn)镺型密封圈的初始?jí)嚎s量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始?jí)嚎s量時(shí)，就必須保證在由于馳張過(guò)程和溫度下降而造成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封能力。
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