FKM (Fluorocarbon Rubber) zaujímá stěžejní postavení v mnoha průmyslových oblastech se svou vynikající chemickou odolností, vysokou teplotní odolností a dobrými mechanickými vlastnostmi. Zejména v případech, kdy je potřeba odolat extrémním podmínkám prostředí, jako je petrochemický průmysl, letecký průmysl, výroba automobilů atd., se těsnění O-kroužky z fluorokaučuku FKM stala nepostradatelnou součástí těsnění. S diverzifikací aplikačního prostředí však výkonnost fluorokaučuku FKM za podmínek nízkých teplot postupně přitahovala pozornost lidí. Těsnící kroužky tvrdnou při nízkých teplotách a nemusí být schopny účinně vyplnit těsnicí mezeru, což má za následek výrazně zvýšené riziko netěsnosti. Při výběru O-kroužků FKM z fluorokaučuku je zvláště důležité hloubkové vyhodnocení jejich nízkoteplotního těsnícího výkonu. Je-li to nutné, je také vyžadováno testování výkonu těsnění při nízkých teplotách, aby byla zajištěna jeho spolehlivost za specifických pracovních podmínek.
Fenomén tvrdnutí fluorokaučuku FKM v prostředí s nízkou teplotou je přímým důsledkem snížené aktivity struktury jeho molekulárního řetězce při nízkých teplotách. S klesající teplotou klesá frekvence a amplituda vibrací molekulárního řetězce fluorokaučuku FKM a zvyšuje se interakční síla mezi segmenty řetězce, což má za následek zvýšení celkové tvrdosti materiálu, zvýšení modulu pružnosti a snížení pružnosti. a těsnící výkon. Tento jev tvrdnutí nejen omezuje deformační schopnost těsnicího kroužku při nízkých teplotách, což ztěžuje účinné vyplnění těsnicí mezery způsobené tepelnou roztažností a kontrakcí, ale může také způsobit prasknutí během instalace nebo používání kvůli zvýšené křehkosti materiálu. .
Výzvy těsnícího výkonu O-kroužky z fluorokaučuku FKM v prostředí s nízkou teplotou se projevují především v následujících aspektech:
Kapacita vyplnění těsnicí spáry:
Nízkoteplotní kalení způsobuje vytvrzení těsnicího kroužku a jeho schopnost vyplnit těsnicí mezeru se snižuje, což může vést k uvolnění těsnění a zvýšení rizika netěsnosti. Zejména v aplikacích dynamického těsnění, jako jsou rotující hřídele nebo vratně se pohybující těsnění, může tvrzené těsnění selhat kvůli své neschopnosti reagovat na změny mezery včas.
Uvolnění stresu a plížení:
Při dlouhodobém namáhání při nízké teplotě může fluorokaučuk FKM podléhat uvolnění napětí nebo tečení, což má za následek další zhoršení těsnicích vlastností. Tento jev je zvláště patrný u aplikací statického těsnění, jako je těsnění přírubových spojů.
Křehkost a lom materiálu:
Křehkost fluorokaučuku FKM se zvyšuje při nízkých teplotách, díky čemuž je náchylnější k prasknutí, když je vystaven vnějším silám. To nejen ovlivňuje životnost těsnicího kroužku, ale může také přímo vést k selhání těsnění a způsobit bezpečnostní nehody.
Aby byla zajištěna těsnost fluorokaučukových O-kroužků FKM v prostředí s nízkou teplotou, musí být přísně hodnoceny a testovány. To zahrnuje, ale není omezeno na následující aspekty:
Test tvrdosti při nízkých teplotách:
Prostřednictvím nízkoteplotní zkoušky tvrdosti lze změnu tvrdosti fluorokaučuku FKM při specifické nízké teplotě chápat jako hodnocení jeho stupně vytvrzení a jeho vlivu na schopnost vyplňování těsnicí mezery.
Test odrazu při nízké teplotě:
Odolnost odráží schopnost těsnicího kroužku rychle se vrátit do původního tvaru po stlačení. Nízkoteplotní test odrazu může vyhodnotit elastickou schopnost zotavení fluorokaučuku FKM při nízkých teplotách, aby bylo zajištěno, že dokáže účinně vyplnit mezery během procesu těsnění.
Test účinnosti těsnění při nízkých teplotách:
Nejpřímější metodou je testování těsnicího výkonu fluorokaučukových O-kroužků FKM v prostředí s nízkou teplotou, které simuluje skutečné pracovní podmínky. To zahrnuje tlakové zkoušky, zkoušky míry netěsnosti a zkoušky odolnosti, aby bylo možné plně vyhodnotit její těsnicí účinek a životnost při nízkých teplotách.
Testování materiálové kompatibility:
V prostředí s nízkou teplotou může fluorokaučuk FKM chemicky reagovat s médiem nebo materiály, které jsou v kontaktu, což má za následek snížení výkonu. Proto je testování materiálové kompatibility také důležitou součástí zajištění nízkoteplotního těsnícího výkonu těsnicích kroužků.
Pro řešení problémů s těsnicím výkonem fluorokaučukových FKM O-kroužků v prostředí s nízkou teplotou lze přijmout následující strategie a řešení:
Výběr materiálu a optimalizace receptury:
Úpravou složení fluorokaučuku FKM, jako je přidání změkčovadel, mrazuvzdorných činidel atd., lze zlepšit jeho vlastnosti při nízkých teplotách a zlepšit měkkost a pružnost těsnicího kroužku. Je však třeba poznamenat, že přidání změkčovadla může ovlivnit chemickou odolnost proti korozi a vysokou teplotní odolnost fluorokaučuku FKM, takže je třeba najít rovnováhu mezi komplexním výkonem.
Rozměrové provedení a nastavení předpětí:
Ve fázi návrhu těsnicího kroužku může být problém nedostatečné kapacity vyplnění těsnicí mezery způsobený nízkoteplotním kalením kompenzován zvětšením velikosti průřezu těsnicího kroužku, přijetím speciální tvarové konstrukce (jako je kužel, lichoběžník atd. .) a zvýšení síly předpětí. . Rozumné nastavení předpětí může zároveň zlepšit těsnicí účinek a životnost těsnicího kroužku.
Simulace prostředí a testování adaptability:
Před formální aplikací byl O-kroužek z fluorokaučuku FKM podroben simulačnímu testování v prostředí s nízkou teplotou, aby se vyhodnotil jeho těsnicí výkon za skutečných pracovních podmínek. To pomáhá identifikovat potenciální problémy a předem přijmout nápravná opatření, aby byla zajištěna spolehlivost a bezpečnost těsnění v prostředí s nízkou teplotou.
Alternativní řešení a alternativní materiály:
Pro prostředí s extrémně nízkou teplotou nebo specifické aplikační požadavky, pokud fluorokaučuk FKM nemůže splnit požadavky na těsnění, lze jako alternativu zvážit jiné materiály s lepším výkonem při nízkých teplotách, jako je silikonová pryž, polytetrafluoretylen (PTFE) atd. Tyto materiály mají lepší měkkost a odolnost při nízkých teplotách a může se lépe přizpůsobit změnám těsnicí spáry.
Jako vysoce výkonný těsnicí prvek je těsnicí výkon fluorokaučukového O-kroužku FKM v prostředí s nízkou teplotou jedním z klíčových faktorů pro jeho spolehlivost. Hlubokým pochopením fenoménu nízkoteplotního kalení fluorokaučuku FKM, problémů s hodnocením jeho nízkoteplotního těsnícího výkonu a přijetím odpovídajících aplikačních strategií a řešení lze zajistit těsnicí účinek a životnost fluorokaučukových O-kroužků FKM. za specifických pracovních podmínek. S neustálým pokrokem ve vědě o materiálech a zvyšujícím se zlepšováním testovací technologie se očekává, že nízkoteplotní těsnicí výkon fluorokaučukových O-kroužků FKM se v budoucnu dále zlepší, což poskytne spolehlivější volbu pro více aplikací těsnění při nízkých teplotách. prostředí.
