L'FKM (gomma fluorurata) occupa una posizione fondamentale in molti campi industriali grazie alla sua eccellente resistenza chimica, resistenza alle alte temperature e buone proprietà meccaniche. Soprattutto nelle occasioni in cui è necessario resistere a condizioni ambientali estreme, come l'industria petrolchimica, aerospaziale, automobilistica, ecc., le guarnizioni O-ring in gomma fluorurata FKM sono diventate componenti di tenuta indispensabili. Tuttavia, con la diversificazione degli ambienti applicativi, le prestazioni della gomma fluorurata FKM in condizioni di bassa temperatura hanno gradualmente attirato l'attenzione della gente. Gli anelli di tenuta si induriscono a basse temperature e potrebbero non essere in grado di riempire efficacemente lo spazio di tenuta, con conseguente aumento significativo del rischio di perdite. Quando si scelgono gli O-ring FKM in gomma fluorurata, è particolarmente importante una valutazione approfondita delle loro prestazioni di tenuta alle basse temperature. Se necessario, sono richiesti anche test sulle prestazioni di tenuta a bassa temperatura per garantirne l'affidabilità in condizioni di lavoro specifiche.
Il fenomeno di indurimento della gomma fluorurata FKM in ambienti a bassa temperatura è il risultato diretto della ridotta attività della sua struttura a catena molecolare alle basse temperature. Al diminuire della temperatura, la frequenza e l'ampiezza delle vibrazioni della catena molecolare FKM della gomma fluorurata diminuiscono e la forza di interazione tra i segmenti della catena aumenta, con conseguente aumento della durezza complessiva del materiale, un aumento del modulo elastico e una diminuzione della resilienza e prestazioni di tenuta. Questo fenomeno di indurimento non solo limita la capacità di deformazione dell'anello di tenuta alle basse temperature, rendendo difficile riempire efficacemente lo spazio di tenuta causato dall'espansione e contrazione termica, ma può anche causare fratture durante l'installazione o l'uso a causa della maggiore fragilità del materiale .
Le sfide relative alle prestazioni di tenuta di O-ring in gomma fluorurata FKM in ambienti a bassa temperatura si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:
Capacità di riempimento degli spazi di sigillatura:
L'indurimento a bassa temperatura provoca l'indurimento dell'anello di tenuta e la sua capacità di riempire lo spazio di tenuta diminuisce, il che può portare a un allentamento della tenuta e aumentare il rischio di perdite. Soprattutto nelle applicazioni di tenuta dinamica, come alberi rotanti o tenute alternative, la tenuta indurita potrebbe cedere a causa della sua incapacità di rispondere tempestivamente alle variazioni del gioco.
Rilassamento e creep da stress:
Se sottoposta per lungo tempo a sollecitazioni a bassa temperatura, la gomma fluorurata FKM può subire un rilassamento o uno scorrimento delle sollecitazioni, con conseguente ulteriore degrado delle prestazioni di tenuta. Questo fenomeno è particolarmente evidente nelle applicazioni di tenuta statica, come la sigillatura dei giunti a flangia.
Fragilità e frattura del materiale:
La fragilità della gomma fluorurata FKM aumenta alle basse temperature, rendendola più suscettibile alla frattura se sottoposta a forze esterne. Ciò non solo influisce sulla durata dell'anello di tenuta, ma può anche portare direttamente al guasto della tenuta e causare incidenti di sicurezza.
Per garantire le prestazioni di tenuta degli O-ring FKM in gomma fluorurata in ambienti a bassa temperatura, è necessario valutarli e testarli rigorosamente. Ciò include ma non è limitato ai seguenti aspetti:
Prova di durezza a bassa temperatura:
Attraverso il test di durezza a bassa temperatura, è possibile comprendere la variazione di durezza della gomma fluorurata FKM a una specifica bassa temperatura per valutare il suo grado di indurimento e il suo impatto sulla capacità di riempimento degli spazi di tenuta.
Test delle prestazioni di rimbalzo a bassa temperatura:
Le prestazioni di resilienza riflettono la capacità di un anello di tenuta di ritornare rapidamente alla sua forma originale dopo essere stato compresso. Il test delle prestazioni di rimbalzo a bassa temperatura può valutare la capacità di recupero elastico della gomma fluorurata FKM a basse temperature per garantire che possa riempire efficacemente gli spazi vuoti durante il processo di sigillatura.
Test delle prestazioni di tenuta a bassa temperatura:
Il metodo più diretto consiste nel testare le prestazioni di tenuta degli O-ring FKM in gomma fluorurata in un ambiente a bassa temperatura che simula le condizioni di lavoro reali. Ciò include test di pressione, test del tasso di perdita e test di durata per valutare appieno l'effetto di tenuta e la durata di servizio alle basse temperature.
Test di compatibilità dei materiali:
In ambienti a bassa temperatura, la gomma fluorurata FKM può reagire chimicamente con i mezzi o i materiali a contatto, con conseguente degrado delle prestazioni. Pertanto, anche i test di compatibilità dei materiali sono una parte importante per garantire le prestazioni di tenuta a bassa temperatura degli anelli di tenuta.
Per affrontare le sfide relative alle prestazioni di tenuta degli O-ring FKM in gomma fluorurata in ambienti a bassa temperatura, è possibile adottare le seguenti strategie e soluzioni:
Selezione dei materiali e ottimizzazione della formula:
Regolando la formula della gomma fluorurata FKM, ad esempio aggiungendo plastificanti, agenti resistenti al freddo, ecc., è possibile migliorare le sue prestazioni a bassa temperatura e la morbidezza e la resilienza dell'anello di tenuta. Tuttavia, va notato che l'aggiunta di plastificante può influenzare la resistenza alla corrosione chimica e la resistenza alle alte temperature della gomma fluorurata FKM, pertanto è necessario trovare un punto di equilibrio tra le prestazioni globali.
Progettazione dimensionale e regolazione del precarico:
Nella fase di progettazione dell'anello di tenuta, il problema dell'insufficiente capacità di riempimento dello spazio di tenuta causato dall'indurimento a bassa temperatura può essere compensato aumentando la dimensione della sezione trasversale dell'anello di tenuta, adottando un design di forma speciale (come cono, trapezio, ecc. .) e aumentando la forza di precarico. . Allo stesso tempo, un'impostazione ragionevole del precarico può anche migliorare l'effetto di tenuta e la durata dell'anello di tenuta.
Simulazione ambientale e test di adattabilità:
Prima dell'applicazione formale, l'O-ring FKM in gomma fluorurata è stato sottoposto a test di simulazione in un ambiente a bassa temperatura per valutarne le prestazioni di tenuta in condizioni di lavoro reali. Ciò aiuta a identificare potenziali problemi e ad adottare misure correttive in anticipo per garantire l'affidabilità e la sicurezza della tenuta in ambienti a bassa temperatura.
Soluzioni alternative e materiali alternativi:
Per ambienti a temperature estremamente basse o requisiti applicativi specifici, se la gomma fluorurata FKM non può soddisfare i requisiti di tenuta, altri materiali con migliori prestazioni a basse temperature possono essere considerati alternativi, come gomma siliconica, politetrafluoroetilene (PTFE), ecc. Questi materiali hanno una migliore morbidezza e resilienza alle basse temperature e può adattarsi meglio ai cambiamenti nello spazio di tenuta.
Essendo un elemento di tenuta ad alte prestazioni, le prestazioni di tenuta dell'O-ring in gomma fluorurata FKM in ambienti a bassa temperatura sono uno dei fattori chiave per la sua affidabilità. Grazie alla comprensione approfondita del fenomeno dell'indurimento a bassa temperatura della gomma fluorurata FKM, delle sfide legate alla valutazione delle sue prestazioni di tenuta a bassa temperatura e all'adozione di strategie e soluzioni applicative corrispondenti, è possibile garantire l'effetto di tenuta e la durata degli O-ring FKM in gomma fluorurata in specifiche condizioni di lavoro. Con il continuo progresso della scienza dei materiali e il crescente miglioramento della tecnologia di prova, si prevede che le prestazioni di tenuta a bassa temperatura degli O-ring FKM in gomma fluorurata saranno ulteriormente migliorate in futuro, fornendo una scelta più affidabile per più applicazioni di tenuta a bassa temperatura ambienti.
