Խոռոչի օ-օղակի նյութի ընտրության ուղեցույց. Արդյունավետություն, կիրառում և ընտրության ռազմավարություն

Իրենց յուրահատուկ խոռոչ կառուցվածքով խոռոչ օ-օղակները զգալի առավելություններ են ցուցաբերում ցածր սեղմման, մշտական ​​դեֆորմացիայի, բարձր առաձգական փոխհատուցման կամ ցնցումների կլանման պահանջող կնքման դեպքերում: Նյութի ընտրությունը անմիջականորեն ազդում է կնքման արդյունավետության, դիմացկունության և ծախսարդյունավետության վրա: Այս հոդվածը համակարգված կերպով վերլուծում է խոռոչ օ-օղակների տարածված նյութերը և կիրառելի սցենարները՝ ինժեներական նախագծման ընտրության հիմք ապահովելու համար:

1. Խոռոչային O-օղակների հիմնական առավելությունները

Համեմատած ամուր O-օղակների հետ, խոռոչավոր դիզայնն ունի հետևյալ բնութագրերը.

Բարձր առաձգական փոխհատուցում. Խոռոչ կառուցվածքը կարող է կլանել ավելի մեծ դեֆորմացիա (սեղմման արագությունը կարող է հասնել ավելի քան 50%) և հարմարվել դինամիկ տեղաշարժի կամ թրթռման պայմաններին։

Ցածր կոնտակտային լարում. Նվազեցնել ճնշման կորուստը կնքման մակերեսի վրա և երկարացնել սարքավորումների կյանքը։

Թեթև քաշ. Նվազեցրեք նյութի սպառումը, հարմար է քաշի նկատմամբ զգայուն աէրոտիեզերական սարքավորումների համար։

Ջերմամեկուսացում/թրթռումից մեկուսացում. Օդային խոռոչը կարող է խոչընդոտել ջերմափոխանակումը կամ մեխանիկական թրթռումը։

2. Տարածված նյութեր և դրանց կատարողականի համեմատություն
1. Ֆտորռեակտիվ (FKM)
Հատկանիշներ՝

Բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն (-20℃~200℃), յուղային դիմադրություն, քիմիական կոռոզիոն դիմադրություն (թթու, ածխաջրածնային լուծիչներ):

Կարծրության միջակայքը՝ 65~90 Shore A, գերազանց դիմադրություն սեղմման նկատմամբ՝ մշտական ​​դեֆորմացիայի նկատմամբ (150℃×70h դեֆորմացիայի արագություն <15%):

Կիրառելի սցենարներ՝

Վառելիքի համակարգ, քիմիական պոմպի փական, բարձր ջերմաստիճանի հիդրավլիկ կնիք;

Խոռոչ կնիքներ, որոնք պետք է դիմակայեն ուժեղ քայքայիչ միջավայրերին (օրինակ՝ խտացված ծծմբական թթվի խողովակաշարեր):

Սահմանափակումներ՝ ցածր ջերմաստիճանների նկատմամբ ցածր առաձգականություն և բարձր գին։

2. Սիլիկոնային ռետին (VMQ)
Հատկանիշներ՝

Գերլայն ջերմաստիճանային տիրույթ (-60℃~230℃), գերազանց ճկունություն։

Բարձր կենսահամատեղելիություն (համապատասխանում է FDA ստանդարտներին), ոչ թունավոր և անհոտ։

Գերազանց էլեկտրական մեկուսացման կատարողականություն (ծավալային դիմադրություն >10¹⁵ Ω·սմ):

Կիրառելի սցենարներ՝

Բժշկական սարքավորումներ, սննդային կարգի կնիքներ (օրինակ՝ լցոնման սարքավորումներ)։

Բարձր ջերմաստիճանի վառարաններ, կիսահաղորդչային սարքավորումների մեկուսացման կնիքներ։

Սահմանափակումներ՝ ցածր մեխանիկական ամրություն, հեշտությամբ ծակվում է սուր առարկաներով։

3. Էթիլեն-պրոպիլեն-դիեն մոնոմեր (EPDM)
Հատկանիշներ՝

Գերազանց օզոնային դիմադրություն և եղանակային դիմադրություն (բացօթյա կյանքի տևողությունը > 10 տարի):

Դիմացկուն է ջրային գոլորշու և բևեռային լուծիչների նկատմամբ (օրինակ՝ կետոններ և սպիրտներ)։

Բարձր գին, կատարողականություն, կարծրության միջակայք 40~90 Shore A:

Կիրառելի սցենարներ՝

Ավտոմեքենայի սառեցման համակարգ, արևային ջրատաքացուցիչի կնիք;

Հարվածի կլանումը և բուֆերացումը տաք և խոնավ միջավայրերում (օրինակ՝ նավի սարքավորումներում):

Սահմանափակումներ՝ դիմացկուն չէ յուղի և ածխաջրածնային լուծիչների նկատմամբ։

4. Հիդրոգենացված նիտրիլային կաուչուկ (HNBR)
Հատկանիշներ՝

Ավելի լավ յուղի դիմադրություն, քան NBR-ը, բարելավված ջերմաստիճանային դիմադրություն (-40℃~150℃):

Կայուն է ջրածնի սուլֆիդի (H₂S) կոռոզիայի նկատմամբ, ունի մաշվածության գերազանց դիմադրություն։

Կիրառելի սցենարներ՝

Բարձր ճնշման հորատանցքային գլխամասային սարքավորումներ նավթի և գազի հանքավայրերում;

Ավտոմեքենայի շարժիչի բեռնախցիկի կնիք։

Սահմանափակումներ՝ ավելի բարձր գին, քան սովորական NBR-ը։

5. Պոլիուրեթան (ՊՄ)

Հատկանիշներ՝

Գերբարձր մաշվածության դիմադրություն (մաշվածության կորուստ <0.03 սմ³/1.61 կմ);

Բարձր մեխանիկական ամրություն (ձգման դիմադրություն >40 ՄՊա), լավ յուղակայունություն։

Կիրառելի սցենարներ՝

Բարձր ճնշման հիդրավլիկ գլանի մխոցային կնքում (>30 ՄՊա);

Հանքարդյունաբերական մեքենաներ, ինժեներական սարքավորումներ, ամորտիզատորի օղակներ։

Սահմանափակումներ՝ թույլ հիդրոլիզի դիմադրություն, հեշտ է փափկել բարձր ջերմաստիճանում (երկարատև օգտագործման ջերմաստիճանը <80°C):

6. Պերֆտորեթերային կաուչուկ (FFKM)

Հատկանիշներ՝

Քիմիական դիմացկուն առաստաղ (դիմացկուն է ուժեղ թթվի, ուժեղ ալկալիի, պլազմայի նկատմամբ);

Գերազանց ջերմաստիճանային դիմադրություն (-25°C~320°C):

Կիրառելի սցենարներ՝

Կիսահաղորդչային փորագրման մեքենայի վակուումային խցիկի կնքում;

Բարձր ճառագայթման միջուկային ռեակտորի տարածքի կնքումը։

Սահմանափակումներ՝ թանկ (արժեքը FKM-ի 5-10 անգամ ավելի է):

3. Հատուկ կոմպոզիտային նյութեր և ծածկույթների տեխնոլոգիա
1. PTFE ծածկույթով ռետինե միջուկ
Կառուցվածք՝ պոլիտետրաֆտորէթիլենի (PTFE) արտաքին շերտ, որը պատված է սիլիկոնով կամ ֆտորռեծրային միջուկով։
Առավելություններ՝ շփման գործակից՝ ընդամենը 0.05, մաշվածության դիմադրություն և հակակպչունություն։
Կիրառություններ՝ ճշգրիտ գործիքային ուղեցույցի ռելսի կնիքներ, յուղազերծ քսման միջավայր։

2. Մետաղական ամրացված խոռոչ O-օղակ
Կառուցվածք՝ չժանգոտվող պողպատե զսպանակ, որը ներդրված է սիլիկոնե կամ ֆտորռեակտիվ խոռոչի մեջ։
Առավելություններ՝ 3 անգամ ավելացել է հակասեղմման ունակությունը, դիմադրությունը մշտական ​​դեֆորմացիային։
Կիրառություններ՝ Գերբարձր ճնշման փականներ (>100 ՄՊա), խորը հորատանցքերի փաթեթավորիչներ։

3. Հաղորդունակության/հակաստատիկ փոփոխություն
Տեխնոլոգիա. Ավելացնել ածխածնային սև, մետաղական փոշի կամ գրաֆենային լցոնիչ։
Արդյունավետություն՝ Կարգավորելի ծավալային դիմադրություն (10²~10⁶ Ω·սմ);
Կիրառություններ՝ պայթյունապաշտպան սարքավորումներ, էլեկտրոնային բաղադրիչների էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ կնիքներ։

4. Ընտրության և դիզայնի առաջարկությունների հիմնական պարամետրերը
Աշխատանքային պայմաններին համապատասխանելու հիմնական պարամետրերը.

Ջերմաստիճանային միջակայք. Ընտրված նյութը պետք է դիմակայի ծայրահեղ ջերմաստիճաններին և պահպանի 20% անվտանգության մարժա։

Միջոցների համատեղելիություն. այտուցվածության թեստի համար դիմեք ASTM D471 ստանդարտին (ծավալի փոփոխության արագությունը <10%)։

Ճնշման մակարդակ. Խոռոչ կառուցվածքների ճնշման կրողունակությունը սովորաբար կազմում է պինդ O-օղակների ճնշման կրողունակության 50%-ից 70%-ը։

Կառուցվածքային նախագծման հիմնական կետերը.

Պատի հաստության օպտիմալացում. Պատի հաստության/արտաքին տրամագծի հարաբերակցությունը խորհուրդ է տրվում լինել 1:4~1:6՝ փլուզումից կամ պատռվելուց խուսափելու համար։

Նախնական սեղմման մակարդակ. Ստատիկ կնքումը խորհուրդ է տրվում լինել 15%~25%, իսկ դինամիկ կնքումը՝ նվազեցված մինչև 10%~15%։

Միջերեսային մշակում. Թույլ կպչուն հատվածներից խուսափելու համար օգտագործեք 45° թեք կտրվածք կամ միաձուլված ձուլվածք:

Տնտեսական նկատառումներ՝

Խմբաքանակային կիրառությունների համար նախընտրելի է EPDM-ը կամ HNBR-ը։

FFKM-ը կամ կոմպոզիտային նյութերը կարող են ընտրվել ծայրահեղ աշխատանքային պայմանների համար (օրինակ՝ կիսահաղորդիչների և միջուկային արդյունաբերության):

5. Տիպիկ խափանումների ռեժիմներ և կանխարգելում
Խափանման տեսակը Պատճառը Լուծումը
Դեֆորմացիայի փլուզում Պատի անբավարար հաստություն կամ գերճնշում Պատի հաստության ավելացում/մետաղական ամրացման կառուցվածքի ընտրություն
Միջավայրի այտուցվածություն և ճաքեր։ Անհամատեղելի նյութ և միջավայր։ Վերընտրեք նյութը և անցկացրեք ընկղմման փորձարկում։
Ցածր ջերմաստիճանի փխրուն ճաքեր։ Նյութի ապակե անցման ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է։ Դրա փոխարեն օգտագործեք սիլիկոնային ռետին կամ ցածր ջերմաստիճանի FKM։
Շփում և մաշվածություն։ Մակերեսի անբավարար կոպտություն կամ յուղման անբավարարություն։ Օգտագործեք PTFE ծածկույթ կամ ավելացրեք յուղ։
Եզրակացություն
Խոռոչ Օ-օղակների համար նյութերի ընտրությունը համապարփակ ոլորտ է, որը հավասարակշռում է մեխանիկական հատկությունները, քիմիական դիմադրությունը և արժեքը: Կոռոզիայի նկատմամբ դիմացկուն ֆտորռեակտիվից մինչև գերճկուն սիլիկոն, մատչելի EPDM-ից մինչև բարձրակարգ FFKM, յուրաքանչյուր նյութ համապատասխանում է արդյունաբերական որոշակի կարիքների: Ապագայում, նանոկոմպոզիտային տեխնոլոգիայի և ինտելեկտուալ նյութերի առաջընթացի շնորհիվ, խոռոչ Օ-օղակները կզարգանան ֆունկցիոնալ ինտեգրման ուղղությամբ (օրինակ՝ ինքնազգացողություն և ինքնավերանորոգում), ապահովելով ավելի հուսալի կնքման լուծումներ բարձրակարգ սարքավորումների համար: