Hollow O-Rings, unikal içi boş struktur dizaynı ilə, aşağı sıxılma daimi deformasiya, yüksək elastik kompensasiya və ya şok udma tələb edən sızdırmazlıq ssenarilərində əhəmiyyətli üstünlüklər göstərir. Onun materialının seçimi sızdırmazlıq performansına, davamlılığına və iqtisadi səmərəliliyinə birbaşa təsir göstərir. Bu məqalə mühəndislik dizaynı üçün seçim əsasını təmin etmək üçün boş O-halqaların ümumi materiallarını və tətbiq olunan ssenarilərini sistematik şəkildə təhlil edir.
1. İçi boş O-halqaların əsas üstünlükləri
Möhkəm O-üzüklərlə müqayisədə içi boş dizayn aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
Yüksək elastik kompensasiya: İçi boş quruluş daha çox deformasiyanı qəbul edə bilər (sıxılma dərəcəsi 50% -dən çox ola bilər və dinamik yerdəyişmə və ya vibrasiya şəraitinə uyğunlaşa bilər;
Aşağı kontakt gərginliyi: Sızdırmazlıq səthində təzyiq itkisini azaldın və avadanlıqların ömrünü uzatın;
Yüngül: Ağırlığa həssas aerokosmik avadanlıq üçün uyğun olan material istehlakını azaldır;
İstilik izolyasiyası/vibrasiya izolyasiyası: Hava boşluğu istilik ötürülməsini və ya mexaniki vibrasiyanı maneə törədə bilər.
2. Ümumi materiallar və onların performans müqayisəsi
1. Flüororezin (FKM)
Xüsusiyyətlər:
Yüksək temperatur müqaviməti (-20℃~200℃), yağa davamlılıq, kimyəvi korroziyaya davamlılıq (turşu, karbohidrogen həlledicilər);
Sərtlik diapazonu 65~90 Shore A, sıxılma daimi deformasiyaya qarşı əla müqavimət (150℃×70h deformasiya dərəcəsi <15%).
Tətbiq olunan ssenarilər:
Yanacaq sistemi, kimyəvi nasos klapan, yüksək temperaturlu hidravlik möhür;
Güclü aşındırıcı mühitlərə (məsələn, konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu boru kəmərləri) tab gətirməli olan içi boş möhürlər.
Məhdudiyyətlər: Zəif aşağı temperatur elastikliyi və yüksək qiymət.
2. Silikon kauçuk (VMQ)
Xüsusiyyətlər:
Ultra geniş temperatur diapazonu (-60 ℃ ~ 230 ℃), əla elastiklik;
Yüksək biouyğunluq (FDA standartlarına uyğun), toksik olmayan və qoxusuz;
Əla elektrik izolyasiya performansı (həcm müqaviməti>10¹⁵ Ω·sm).
Tətbiq olunan ssenarilər:
Tibbi avadanlıq, qidaya aid möhürlər (doldurma maşınları kimi);
Yüksək temperaturlu sobalar, yarımkeçirici avadanlıqların izolyasiya möhürləri.
Məhdudiyyətlər: Aşağı mexaniki güc, iti əşyalarla asanlıqla deşilir.
3. Etilen propilen dien monomeri (EPDM)
Xüsusiyyətlər:
Əla ozon müqaviməti və hava müqaviməti (açıq havada istifadə müddəti>10 il);
Su buxarına və qütb həlledicilərə (məsələn, ketonlar və spirtlər) qarşı davamlıdır;
Yüksək qiymət performansı, sərtlik diapazonu 40~90 Shore A.
Tətbiq olunan ssenarilər:
Avtomobil soyutma sistemi, günəş su qızdırıcısının möhürü;
İsti və rütubətli mühitlərdə (məsələn, gəmi avadanlığı kimi) şok udma və tamponlama.
Məhdudiyyətlər: Neft və karbohidrogen həlledicilərinə davamlı deyil.
4. Hidrogenləşdirilmiş nitril rezin (HNBR)
Xüsusiyyətlər:
NBR-dən daha yaxşı yağ müqaviməti, təkmilləşdirilmiş temperatur müqaviməti (-40 ℃ ~ 150 ℃);
Hidrogen sulfid (H₂S) korroziyasına davamlıdır, əla aşınma müqaviməti.
Tətbiq olunan ssenarilər:
Neft və qaz yataqlarında yüksək təzyiqli quyubaşı avadanlıqları;
Avtomobil mühərrikinin krank karterinin möhürü.
Məhdudiyyətlər: Adi NBR-dən daha yüksək qiymət.
5. Poliuretan (PU)
Xüsusiyyətlər:
Ultra yüksək aşınma müqaviməti (aşınma itkisi <0,03 sm³/1,61 km);
Yüksək mexaniki möhkəmlik (dartılma gücü >40 MPa), yaxşı yağ müqaviməti.
Tətbiq olunan ssenarilər:
Yüksək təzyiqli hidravlik silindr piston möhürü (>30 MPa);
Mədən maşınları, mühəndis avadanlıqları amortizator halqası.
Məhdudiyyətlər: Zəif hidroliz müqaviməti, yüksək temperaturda yumşaltmaq asandır (uzunmüddətli istifadə temperaturu <80°C).
6. Perftoreter rezin (FFKM)
Xüsusiyyətlər:
Kimyəvi davamlı tavan (güclü turşuya, güclü qələvilərə, plazmaya davamlı);
Əla temperatur müqaviməti (-25°C~320°C).
Tətbiq olunan ssenarilər:
Yarımkeçirici aşındırma maşınının vakuum kamerasının möhürlənməsi;
Nüvə reaktorunun yüksək radiasiya sahəsinin möhürlənməsi.
Məhdudiyyətlər: Bahadır (qiymət FKM-dən 5~10 dəfədir).
3. Xüsusi kompozit materiallar və örtük texnologiyası
1. PTFE örtüklü rezin nüvə
Struktur: Silikon və ya flüororezin əsas materialla örtülmüş politetrafloroetilenin (PTFE) xarici təbəqəsi;
Üstünlükləri: Sürtünmə əmsalı 0,05-ə qədər, aşınmaya davamlılıq və yapışmaya qarşı;
Tətbiqlər: Dəqiq alət bələdçisi rels möhürləri, yağsız yağlama mühiti.
2. Metal gücləndirilmiş içi boş O-halqa
Struktur: Silikon və ya florokauçuk boşluğuna daxil edilmiş paslanmayan polad yay;
Üstünlükləri: Anti-sıxılma qabiliyyəti 3 dəfə artdı, daimi deformasiyaya qarşı müqavimət;
Tətbiqlər: Ultra yüksək təzyiqli klapanlar (＞100 MPa), dərin quyu qablaşdırıcıları.
3. keçirici/antistatik modifikasiya
Texnologiya: Karbon qara, metal toz və ya qrafen doldurucu əlavə edin;
Performans: Tənzimlənən həcm müqaviməti (10²~10⁶ Ω·sm);
Tətbiqlər: Partlayışa davamlı avadanlıq, elektron komponentlər üçün elektromaqnit qoruyucu möhürlər.
4. Seçim və dizayn tövsiyələri üçün əsas parametrlər
İş şəraitinin uyğunluğu üçün əsas parametrlər:
Temperatur diapazonu: Seçilmiş material həddindən artıq temperaturu əhatə etməli və 20% təhlükəsizlik marjası saxlamalıdır;
Media uyğunluğu: Şişkinlik testi üçün ASTM D471 standartına baxın (həcm dəyişmə sürəti <10%);
Təzyiq səviyyəsi: İçi boş konstruksiyaların təzyiq daşıma qabiliyyəti adətən bərk O-halqaların təzyiqinin 50%-70%-ni təşkil edir.
Struktur dizaynın əsas məqamları:
Divar qalınlığının optimallaşdırılması: Divar qalınlığı/xarici diametr nisbətinin çökmə və ya qırılmanın qarşısını almaq üçün 1:4~1:6 olması tövsiyə olunur;
Əvvəlcədən sıxılma dərəcəsi: Statik sızdırmazlığın 15% ~ 25% olması tövsiyə olunur və dinamik sızdırmazlıq 10% ~ 15% -ə endirilir;
İnterfeys işlənməsi: Zəif yapışma yerlərinin qarşısını almaq üçün 45° əyilmə kəsimi və ya bir parça qəlibdən istifadə edin.
İqtisadi mülahizələr:
Toplu proqramlar üçün EPDM və ya HNBR üstünlük verilir;
FFKM və ya kompozit materiallar ekstremal iş şəraiti (məsələn, yarımkeçiricilər və nüvə sənayesi) üçün seçilə bilər.
5. Tipik nasazlıq rejimləri və qarşısının alınması
Arızanın növü Səbəb Həlli
Deformasiyanın çökməsi Qeyri-kafi divar qalınlığı və ya həddindən artıq təzyiq Divar qalınlığını artırın/metal möhkəmləndirmə strukturunu seçin
Ortanın şişməsi və çatlaması Uyğun olmayan material və mühit Materialı yenidən seçin və immersion testini aparın
Aşağı temperaturda kövrək çatlama Materialın şüşə keçid temperaturu çox yüksəkdir Əvəzində silikon kauçuk və ya aşağı temperaturlu FKM istifadə edin
Sürtünmə və aşınma Səthin qeyri-kafi pürüzlülüyü və ya yağlama çatışmazlığı PTFE örtüyü istifadə edin və ya sürtkü əlavə edin
Nəticə
İçi boş O-halqalar üçün material seçimi mexaniki xassələri, kimyəvi müqaviməti və dəyəri balanslaşdıran hərtərəfli bir intizamdır. Korroziyaya davamlı florokauçukdan ultra çevik silikona, sərfəli EPDM-dən yüksək səviyyəli FFKM-ə qədər hər bir material xüsusi sənaye ehtiyaclarına uyğundur. Gələcəkdə nanokompozit texnologiyanın və intellektual materialların sıçrayışı ilə içi boş O-halqalar yüksək səviyyəli avadanlıqlar üçün daha etibarlı sızdırmazlıq həllərini təmin edərək, funksional inteqrasiya istiqamətində daha da inkişaf edəcək (məsələn, özünü hissetmə və özünü təmir).
Göndərmə vaxtı: 05 mart 2025-ci il