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    橡胶密封圈常见的失效原因
    发布日期:2019-03-21

    引起橡胶件失效的因素分布在生产、储存、运输和使用的各个环节当中,原因包括选用材料不合理、工艺控制不当、外物损伤、装配使用变形、环境应力等几方面。
      1、材料
      密封圈在选择材料时,对实际工况考虑不够或存在偏差,忽略了某种受力、温度、介质等对橡胶的影响,导致密封形式不适当。1)与使用环境温度不符,材料与介质发生物质交换收缩或溶胀、化学损伤等从而导致密封件挤人间隙或变形过大、老化,进而提前失效;2)材料误用或错用,主要为的材料名称、批号等标记不清,胶料储存过期、混人沙土、棉纱等杂物;3)材料的强度、伸长率或硬度等选择不合适,使得胶圈在使用过程中变形过大或过小。
      密封圈在选材时,根据使用环境不同,选用的密封材料不同。一般在耐油时采用丁腈橡胶,耐候和臭氧通常选用氯丁橡胶,高温时常选用硅橡胶或氟橡胶,耐压或时用聚氨醋橡胶,耐寒同时耐油用共聚氯醋橡胶,用聚四氟乙烯等。
      2、设计
      密封圈的设计方面考虑不周。1)密封圈、安装槽、活塞杆等的尺寸、公差设计不正确,使得密封圈压缩率过大或过小,密封圈发热损坏、滚动爬行、挤人间隙、咬伤;2)接触压力或流体流速过大、缺少合理的冷却系统或散热系统等问题,导致胶圈老化、变硬变脆;3)管接头与压力、使用条件不符,因振动高压造成密封圈泄露。
      对液压油密封系统密封圈设计时,通常遵循以下原则:静密封时,密封圈的拉伸量为1.03~1.04mm、压缩率为15%~25%,槽壁粗糙度Ra通常为6.3~3.2μm;往复动密封时,密封圈的拉伸量在1.02mm左右、压缩率在12%~17%范围内,Ra通常要求在1.6Nt,m以下;旋转动密封时,密封圈的拉伸量在0.95~1.00mm、压缩率在5%~10%范围内,Ra为0.4μm或抛光。密封沟槽的尺寸参数取决于密封圈的尺寸,一般O形密封圈的截面面积应在沟槽截面面积的85%以上,密封槽宽度应大于密封圈压缩变形后的尺寸,大多为密封圈截面直径的1.1~1.5倍。沟槽的则主要取决于密封圈的压缩率,通常要小于自由状态下密封圈的截面直径。
      3、工艺
      生产过程中管理或操控不当。1)胶料欠硫或过硫、添加成分混炼不均或颗粒较大,使得胶圈力学性能、硬度等无法满足使用要求,或者批次间存在明显差异;2)成型的几何尺寸和精度不符合要求;3)存在气孔、夹杂等缺陷;4)存在飞边、毛刺,分模面未打磨到位或在打磨过程中损伤;5)零件密封沟槽的加工质量、几何精度、表面粗糙度等加工不合格,造成密封圈磨损剧烈。
      为合理的控制工艺或管理不当,建议在出厂前或装配前,检查密封圈表面质量,检查是否存在明显的气孔、毛刺、裂痕、切边、飞边等缺陷;条件允许时,还应检查密封圈的尺寸以及密封沟槽的加工质量,粗糙度等是否满足相关要求。
      4、装配
      安装过程中产生损伤。1)强行将密封圈压人安装槽,造成橡胶圈局部异常变形、扭曲、偏心;2)密封面在安装时被零件锐边处的毛刺划伤;3)装配的工装设计不合理,使得胶圈安装不到位或产生偏斜,或是胶圈遭受过大的拉伸引起塑性变形;4)胶圈或安装槽装配时带人沙粒或金属碎屑,造成密封圈磨损。
      为防止装配损伤,装配前建议对密封沟槽、密封藕合面进行清洗,并对密封圈装配中的触及面涂润滑剂。装配后检查密封圈是否扭曲、划伤或偏心。
      5、储存运输
      未按密封件产品的说明进行储存或运输,造成材料性能劣化。1)在存放或运输过程中遭受阳光紫外照射、受热、受潮;2)储存或运输过程与溶剂、油液、酸、碱等接触;3)遭受外物划伤、挤压、磨损;4)悬挂、挤压放置造成密封圈加速老化或尺寸变化。
      6、使用
      操作不当或过度使用,接头螺杆等松动、振动或倾斜等造成密封圈损伤;或使用环境(温度、应力等)较预期恶劣,使得胶圈性能退化速率加快,提前老化。
      7、其他
      工作环境或密封的油液存在污染,造成胶圈溶胀或腐蚀;或混人固体颗粒,造成密封件研磨磨损等。