Phớt thân van bị rò rỉ nửa năm? Đó không phải là vật liệu cao su—4 chi tiết thiết kế ảnh hưởng đến hiệu quả bịt kín

Cái gọi là tỷ lệ nén, đề cập đến tỷ lệ biến dạng do phốt thân van tạo ra sau khi lắp ráp so với kích thước ban đầu của nó, là thông số cốt lõi trong thiết kế phốt. Tính hợp lý của tỷ lệ nén gioăng cao su quyết định trực tiếp đến độ chính xác liên kết của bề mặt bịt kín và tuổi thọ của các bộ phận bịt kín. Hầu hết các sự cố rò rỉ phốt thân van là do sai lệch cài đặt của thông số này. Nếu tỷ số nén quá cao (thường trên 30%) gioăng cao su công nghiệp sẽ phải chịu lực nén quá mức trong thời gian dài. Cấu trúc phân tử bên trong của cao su sẽ bị hư hỏng và độ đàn hồi của nó sẽ giảm dần. Cuối cùng, sự biến dạng, nứt vĩnh viễn và các vấn đề khác sẽ xảy ra. Các khoảng trống sau đó sẽ hình thành trên bề mặt bịt kín và môi trường sẽ thấm ra ngoài theo đó. Đặc biệt trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao, lực nén quá mức sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của cao su. Tốc độ lão hóa nhanh gấp 2 đến 3 lần so với trạng thái nén thông thường và rò rỉ trong vòng nửa năm trở thành hiện tượng phổ biến. Nếu tỷ số nén quá nhỏ (dưới 15%), phốt không thể lấp đầy hoàn toàn khe hở giữa thân van và khoang bịt kín. Ngay cả khi có thể đạt được độ kín cơ bản ở trạng thái ban đầu, rất khó để chống lại tác động dịch chuyển do rung động của thiết bị và dao động áp suất trung bình gây ra. Trong thời gian ngắn, vấn đề bám dính lỏng lẻo của bề mặt bịt kín sẽ xảy ra. Điều được che giấu nhiều hơn là khe hở sẽ khiến môi trường thấm vào bề mặt tiếp xúc bịt kín, đẩy nhanh quá trình mài mòn của phớt và hình thành một vòng luẩn quẩn rò rỉ và mài mòn chồng chất. Đối với phốt thân van cao su thông dụng, tỷ lệ nén từ 18% đến 25% là phạm vi tối ưu. Các điều chỉnh cụ thể phải được thực hiện phù hợp với nhiệt độ và áp suất vận hành. Chất lượng vật liệu không thể bù đắp cho sai lệch trong việc lựa chọn tỷ lệ nén. Chỉ khi các thông số tương thích thì mới có thể đặt nền móng ổn định.

Độ nhám bề mặt thân van và khoang bịt kín là yếu tố phụ trợ quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả bịt kín. Ngay cả khi chất liệu của gioăng cao su chất lượng cao là tuyệt vời, nếu độ nhám bề mặt không phù hợp với đặc tính của gioăng, vẫn sẽ dẫn đến gioăng bị hỏng sớm. Một số thiết kế có quan niệm sai lầm rằng "bề mặt càng mịn thì càng tốt" và độ nhám bề mặt của thân van được mài ở giá trị Ra thấp hơn 0,2μm. Độ nhám quá thấp sẽ làm giảm ma sát giữa phốt thân van vòng chữ O và thân van. Trong quá trình vận hành thiết bị, con dấu dễ bị dịch chuyển và bung ra, điều này sẽ làm hỏng tính toàn vẹn của con dấu. Đồng thời, các bề mặt quá nhẵn khó tạo thành màng bôi trơn ổn định và các bộ phận bịt kín phải chịu ma sát khô tăng cường, dẫn đến tốc độ mài mòn của phốt tăng đáng kể. Ngược lại, nếu độ nhám bề mặt quá cao (giá trị Ra vượt quá 1,6μm), các phần nhô ra nhỏ còn lại trên bề mặt sẽ liên tục làm trầy xước con dấu và các rãnh mòn sẽ hình thành trên bề mặt con dấu trong một khoảng thời gian ngắn, trở thành các kênh rò rỉ trung bình. Ngoài ra, các bề mặt gồ ghề dễ bị hấp phụ các tạp chất, làm tăng thêm độ mài mòn của phớt và rút ngắn tuổi thọ của phớt. Đối với phốt thân van bằng cao su, thích hợp nhất là kiểm soát độ nhám bề mặt của thân van ở Ra 0,4-0,8μm. Phạm vi này không chỉ có thể đảm bảo bề mặt bịt kín vừa khít mà còn tạo thành một màng bôi trơn mỏng và ổn định, giảm mài mòn hiệu quả và đảm bảo độ ổn định của phớt.

Trong quá trình vận hành, thân van cần thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc quay. Nếu vấn đề lệch tâm động của thân van không được xem xét đầy đủ trong thiết kế, nó sẽ khiến các bộ phận bịt kín chịu áp suất không đồng đều, có thể dẫn đến rò rỉ. Việc tạo ra độ lệch tâm động chủ yếu xuất phát từ hai khía cạnh: Thứ nhất, độ chính xác xử lý của thân van không đủ, có độ lệch uốn và độ tròn; Vấn đề thứ hai là thiết kế đồng trục của khoang bịt kín giữa khoang bịt và thân van không hợp lý, dẫn đến hiện tượng lệch tâm vốn có sau khi lắp ráp. Điều kiện làm việc của vòng bịt kém động, thân van lệch tâm sẽ gây ra lượng nén không nhất quán ở các phần khác nhau của vòng bịt, với một bên chịu lực nén quá mức và bên kia bám dính lỏng lẻo. Sau khi hoạt động lâu dài, các bộ phận bị nén quá mức sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa và nứt, trong khi các bộ phận được kết dính lỏng lẻo dễ hình thành các khoảng trống tức thời, qua đó môi trường có thể xâm nhập. Kiểu mặc này được che giấu. Sự rò rỉ ban đầu là rất nhỏ. Vào thời điểm phát hiện thấy rò rỉ rõ ràng, vòng đệm thân van đã bị hư hỏng không thể khắc phục được. Chìa khóa để tránh hiện tượng lệch tâm động nằm ở việc kiểm soát các liên kết thiết kế và xử lý: nâng cao độ chính xác xử lý của thân van để đảm bảo độ thẳng và độ tròn của nó; Tối ưu hóa kết cấu khoang kín đảm bảo độ đồng trục với thân van đạt tiêu chuẩn. Đối với điều kiện chuyển động qua lại tần số cao, có thể thêm ống dẫn hướng để hạn chế sự lắc lư của thân van và đảm bảo phân bổ lực đồng đều trên gioăng cao su công nghiệp.

Độ trương nở trung bình của cao su là yếu tố thường bị bỏ qua dẫn đến hư hỏng đệm kín. Nó đề cập đến hiện tượng mà con dấu khi tiếp xúc với môi trường trong đường ống sẽ bị giãn nở thể tích, giảm độ cứng và mất tính đàn hồi do phản ứng hóa học. Bản chất của vấn đề này nằm ở khả năng tương thích không đúng của vật liệu bịt cao su với môi trường trong giai đoạn thiết kế, chứ không phải là các khiếm khuyết về chất lượng của chính cao su. Điện trở trung bình của các vật liệu cao su khác nhau thay đổi đáng kể: cao su nitrile (NBR) có khả năng kháng dầu tuyệt vời, nhưng nó có khả năng kháng kém với môi trường xeton và este. fluororubber (FKM) có khả năng chống ăn mòn vượt trội, nhưng nó dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường amin. cao su silicone có khả năng chịu nhiệt độ cao tương đối tốt, nhưng khả năng chịu dầu tương đối yếu. Nếu việc lựa chọn chỉ dựa trên kinh nghiệm trong quá trình thiết kế mà không xem xét đầy đủ các yếu tố như thành phần của môi chất và nhiệt độ thì vòng đệm thân van sẽ dần xuống cấp dưới tác động của môi chất. Sau khi giãn nở thể tích, chúng sẽ ép vào khoang bịt kín, hoặc do độ đàn hồi suy giảm nên không thể bám dính vào thân van, cuối cùng dẫn đến rò rỉ. Quá trình suy thoái của sưng vừa là dần dần. Trong giai đoạn đầu, bề ngoài của con dấu không có sự thay đổi rõ ràng nhưng hiệu suất của nó vẫn tiếp tục giảm. Thông thường, giá trị tới hạn rò rỉ đạt được trong vòng 3 đến 6 tháng. Do đó, trong giai đoạn thiết kế, phải thực hiện các thử nghiệm về khả năng tương thích của môi trường cao su. Dựa trên kết quả thử nghiệm, nên lựa chọn vật liệu cao su phù hợp. Nếu cần thiết, nên sử dụng cao su biến tính hoặc kết cấu bịt kín kết hợp để tránh nguy cơ phồng rộp.

Khi tháo dỡ vấn đề rò rỉ phốt thân van trong nửa năm, người ta nhận thấy vấn đề cốt lõi không phải là vật liệu cao su mà là thiếu bốn chi tiết thiết kế chính: lựa chọn tỷ số nén, khớp độ nhám bề mặt, kiểm soát độ lệch tâm động và thích ứng trung bình. Bốn yếu tố chính này cùng nhau xác định tính ổn định của hệ thống bịt kín và tầm quan trọng của chúng vượt xa việc lựa chọn các loại vật liệu cao su.

DOIT Rubber là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về các bộ phận bịt kín bằng cao su chính xác cho các lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, ô tô, điện tử và công nghiệp toàn cầu. Được hỗ trợ bởi chứng nhận ISO 13485 và hơn 20 bằng sáng chế cốt lõi, chúng tôi vượt trội trong việc sản xuất Vòng đệm silicon cấp y tế, Vòng đệm IVD và Vòng đệm thiết bị chẩn đoán, phù hợp với các yêu cầu nghiêm ngặt của Phụ kiện thiết bị chẩn đoán trong ống nghiệm (IVD). Danh mục đầu tư của chúng tôi cũng bao gồm các con dấu tùy chỉnh cho thiết bị điện tử ô tô, máy bơm, van và máy móc công nghiệp, mang lại khả năng tương thích sinh học vượt trội, khả năng chống ăn mòn và độ ổn định. Chúng tôi cung cấp các dịch vụ OEM/ODM với khả năng cung cấp toàn cầu, phục vụ khách hàng trên khắp Châu Á, Châu Âu và Châu Mỹ. Liên hệ: jack_pan@doirubber.com; Whatsapp: +86 15976889589