معايير الفحص والاختبار لحلقات منع التسرب الاحتياطية

أنا فني متخصص في تقنيات منع التسرب، ولدي خبرة عملية في تصنيع موانع التسرب، وتحليل الأعطال الميدانية، وضمان الجودة. في هذه المقالة، أقدم ملخصًا لمعايير الفحص والاختبار لتجميعات حلقات منع التسرب الاحتياطية، وذلك لمساعدة المهندسين وفرق ضمان الجودة ومسؤولي المشتريات على تقليل الأعطال المتعلقة بعملية البثق، ووضع معايير قبول صارمة، واختيار استراتيجية الاختبار المناسبة للإنتاج وفحص المواد الواردة.

لماذا يُعد فحص الأختام بشكل صحيح أمراً بالغ الأهمية؟

خطر التسرب والاندفاع

تُركّب حلقات الدعم (التي تُسمى غالبًا حلقات الحماية أو حلقات منع التسرب) بجوار حلقات منع التسرب المطاطية لمنع تسرب المطاط اللين إلى الفجوات الديناميكية أو ذات الضغط العالي. يزيد الفحص غير السليم أو غير الموثق من خطر فشل التسرب، والذي يظهر عادةً على شكل تدفق المادة إلى فجوة الخلوص، وفقدان جزئي لتماسك الإحكام، وتسرب أو فشل كارثي تحت الضغط.

تساهم الجودة القائمة على المعايير في خفض تكاليف الضمان والسلامة

اتباع المعايير المعترف بها لفحوصات الأبعاد والصلابة والخصائص الفيزيائية واختبارات الأداء يقلل من قرارات القبول/الرفض الذاتية ومخاطر التقاضي. معايير مثلISO 3601لمصطلحات حلقات منع التسرب وASTM D2000تُستخدم معايير تصنيف المطاط الصناعي على نطاق واسع كأطر مرجعية في عمليات الشراء وضمان الجودة. أما بالنسبة لأحجام حلقات منع التسرب، فيُستشهد عادةً بمعيار SAE AS568 (AS568).

نقاط فحص أساسية لمجموعات حلقات منع التسرب الاحتياطية

الفحص البصري والبعدي

أبدأ دائمًا بفحص بصري تحت إضاءة مضبوطة، ثم أقوم بفحص الأبعاد. تشمل المعايير البصرية عدم وجود زوائد، وعلامات تشغيل على الأسطح المتلامسة، وانفصال الطبقات، والفراغات في حلقة الدعم، وتلوث السطح. تشمل فحوصات الأبعاد القطر الداخلي/الخارجي/السماكة للحلقة، والمقطع العرضي للحلقة المطاطية الدائرية، والأبعاد القطرية والمحورية لحلقة الدعم. بالنسبة للحلقات الدائرية، تتوفر قيم التفاوت المرجعية فيالمراجع الصناعيةومعايير مثلAS568.

التحقق من الصلابة والمادة

يتم قياس الصلابة (شور A أو D حسب المادة) باستخدام مقياس الصلابة لكلASTM D2240حلقات الدعم المصنوعة من مادة PTFE (أو PTFE المملوءة) صلبة وتُقاس بطريقة مختلفة (ليست وفقًا لمقياس شور A). يجب أن تتطابق حلقات O المطاطية مع المركب المحدد (مثل NBR، FKM، EPDM، FFKM). يمكن أن يشمل التحقق من المواد استخدام مطيافية FTIR أو التحليل الحراري الوزني (TGA) لتأكيد نوع البوليمر، والمسح الحراري التفاضلي (DSC) لتحديد التحولات الحرارية.

فحص السطح والبنية المجهرية

بالنسبة لحلقات الدعم البوليمرية (عائلة PTFE)، أقوم بإجراء فحص مجهري للكشف عن الفراغات أو الانفصال الطبقي، وفحص لتشطيب السطح للتأكد من خلوه من أي حواف حادة قد تقطع المطاط. غالبًا ما يكشف الفحص المجهري الإلكتروني الماسح أو المجهر الضوئي بتكبير 10-50 مرة عن نتوءات ناتجة عن عملية التصنيع أو تجمعات مواد الحشو التي لا يمكن فحصها بالعين المجردة.

أساليب الاختبار ومعايير القبول

الاختبارات الميكانيكية: الشد، الاستطالة، الانضغاط، التشوه الدائم

يتم قياس قوة الشد والاستطالة عند الكسر لكلASTM D412تُعدّ خاصية التشوه الدائم (ASTM D395) خاصيةً بالغة الأهمية لحلقات منع التسرب، لأنّ ارتفاع نسبة التشوه الدائم يُقلّل من قوة منع التسرب بمرور الوقت. وقد وضعتُ معايير قبول بناءً على بيانات المادة وهوامش الأمان الخاصة بالتطبيق. بالنسبة لأختام منع التسرب الهيدروليكية الثابتة، غالبًا ما يكون التشوه الدائم أقل من 20% بعد 22 ساعة عند درجة حرارة 100 درجة مئوية هدفًا نموذجيًا لمطاط النتريل بوتادين (NBR) للأغراض العامة؛ بينما تختلف متطلبات مطاط الفلوروكربون (FKM) ومطاط الفلوروكربون المقوى بالألياف (FFKM).

التقادم البيئي والتوافق الكيميائي

اختبارات الشيخوخة المعجلة (الحرارية، الزيت الساخن، الأوزون لكلمعايير ISO/ASTM ذات الصلةأقوم بمحاكاة ظروف التشغيل. ولضمان التوافق الكيميائي، أعتمد على جداول مقاومة المواد الكيميائية المعتمدة في هذا المجال، وأجري اختبارات الانتفاخ (ASTM D471) في السائل الفعلي. أما بالنسبة للأنظمة عالية القيمة أو الحساسة للسلامة، فأجري أيضًا اختبارات التدوير الحراري واختبارات المرونة في درجات الحرارة المنخفضة.

أداء منع التسرب: اختبارات التسرب والبثق

تشمل الاختبارات الوظيفية اختبارات الضغط الهيدروستاتيكي، والكشف عن تسرب الهيليوم للتسريبات الدقيقة، واختبارات البثق حيث يتم تجميع المكونات في تجهيزات اختبار ذات فجوات مضبوطة. لاختبار مقاومة البثق، أستخدم مواد وأشكال حلقات دعم تم التحقق من صحتها بواسطة أجهزة اختبار تُطبق ضغط النظام وتقيس عمق البثق بعد فترات زمنية محددة. يُستخدم اختبار تسرب الهيليوم واختبار الاختراق الصبغي حسب الحساسية المطلوبة؛ وتُعد معدلات تسرب الهيليوم الأقل من 1 × 10⁻⁶ ملي بار·لتر/ثانية مستويات قبول نموذجية لأختام الطيران والفضاء.

المعايير ومصفوفة الاختبار (مقارنة)

يلخص الجدول التالي الاختبارات الشائعة والمعايير النموذجية وما تتحقق منه. جميع المعايير المشار إليها هي أوصاف عامة أو صفحات تابعة لمنظمات المعايير.

المصادر: ISO 3601 (ISOصفحات معايير ASTM (ASTM D2000،D412،D2240), SAE AS568 (SAE).

برنامج ضمان الجودة العملي: أخذ العينات، والتوثيق، وتحليل الأعطال

أخذ العينات والتحكم الإحصائي

أوصي باتباع خطة فحص عينات المواد الواردة (مثل أخذ عينة واحدة وفقًا لمعيار ANSI/ASQ Z1.4) عند شراء كميات كبيرة. يجب فحص الطلبات الحساسة (أنظمة السلامة/الضغط) بنسبة 100% للتأكد من الأبعاد والصلابة. يجب تتبع أرقام الدُفعات والحفاظ على إمكانية تتبعها وصولًا إلى تواريخ المعالجة ودُفعات المواد الخام.

معالجة حالات عدم المطابقة وتحليل الأسباب الجذرية

عند حدوث بروز أو تسريب، قم بإجراء تحليل منظم للعطل: قِس فجوة البروز الفعلية، وافحص خشونة سطح التلامس (Ra)، واختلاف الصلابة بين الحلقة المطاطية وحلقة الدعم، وتأكد من اتجاه التركيب. استخدم المجهر المقطعي وتقنية FTIR أو EDS لتحديد المركبات. وثّق الإجراءات التصحيحية (مثل تعديل تفاوت الأخاديد، وتغيير مادة حلقة الدعم، وإضافة شطبات) وتحقق منها بإعادة الاختبار.

معدات القياس والمعايرة

يجب معايرة أجهزة قياس الصلابة، وأجهزة المقارنة البصرية، والفرجار، والمجاهر وفقًا للمعيار ISO/IEC 17025 أو جدول المعايرة المحلي. استخدم تجهيزات معايرة لقياس هندسة الأخاديد، وقم بتضمين كتل قياس أو حلقات مرجعية للتحقق من الأبعاد.

المواد واعتبارات التصميم التي تؤثر على الاختبار

مواد حلقات الدعم وآثارها

تُصنع حلقات الدعم عادةً من مادة PTFE أو PTFE المحشو (البرونز/PTFE، الجرافيت/PTFE، MoS₂/PTFE) لزيادة صلابتها ومقاومتها للتآكل. تتميز حلقات الدعم المصنوعة من PTFE بمقاومتها لدرجات الحرارة العالية والتآكل الكيميائي، ولكنها تصبح هشة عند درجات الحرارة المنخفضة، لذا قد تكون اختبارات الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة مناسبة. عند اختيار المادة، يجب مراعاة توافق الحشو مع المطاط (على سبيل المثال، قد تتسبب الحشوات الكاشطة في تلف المطاط اللين أثناء التركيب).

ميزات تصميم تقلل من خطر البثق

يمكن تقليل البثق من خلال: (1) تحسين المقطع العرضي لحلقة منع التسرب وضغطها، (2) التحكم في خلوص الأخاديد، (3) استخدام حلقات دعم ذات شكل مناسب (حلقات أحادية الشفة، أو ثنائية الشفة، أو مقسمة للتجميع)، و(4) التحكم في تشطيب السطح (يوصى عادةً بأن يكون Ra < 0.8 ميكرومتر). أتحقق من صحة تغييرات التصميم من خلال اختبارات نماذج أولية قصيرة المدى، بما في ذلك اختبارات تثبيت الضغط وفحص البثق.

فحوصات التجميع والتركيب

يعود سبب العديد من الأعطال الميدانية إلى التركيب غير الصحيح، كالتواءات أو خدوش أو عدم توجيه حلقات الدعم المنقسمة بشكل صحيح. لذا، يُنصح بإجراء فحص للتركيب (فحص بصري ووظيفي) ومراقبة عزم الدوران/قوة التجميع (إن وُجد). في حالة الاستبدال في الموقع، يجب توثيق أدوات التركيب ومواد التشحيم المعتمدة لمادة الحلقة المطاطية.

بوليباك: قدراتنا وكيفية دعمنا لعمليات الفحص والاختبار القوية

شركة بوليباك هي شركة رائدة في تصنيع وتوريد موانع التسرب الهيدروليكية والزيتية، متخصصة في إنتاج موانع التسرب، وتطوير مواد منع التسرب، وتقديم حلول مخصصة لظروف التشغيل الخاصة. يمتد مصنع بوليباك المتخصص في حلقات المطاط وحلقات O على مساحة تزيد عن 10,000 متر مربع، منها 8,000 متر مربع مخصصة للتصنيع. وتُعدّ معدات الإنتاج والاختبار لدينا من بين الأكثر تطوراً في هذا المجال. وبصفتنا إحدى أكبر الشركات في الصين المتخصصة في إنتاج وتطوير موانع التسرب، فإننا نحافظ على علاقات تعاون طويلة الأمد مع العديد من الجامعات والمؤسسات البحثية محلياً ودولياً.

تأسست شركة بوليباك عام ٢٠٠٨، وبدأت بتصنيع موانع تسرب من مادة PTFE المملوءة، بما في ذلك PTFE المملوء بالبرونز، وPTFE المملوء بالكربون، وPTFE المملوء بالجرافيت، وPTFE المملوء بثاني كبريتيد الموليبدينوم، وPTFE المملوء بالزجاج. واليوم، وسّعنا خط منتجاتنا ليشمل حلقات O المصنوعة من مواد متنوعة مثل NBR وFKM والسيليكون وEPDM وFFKM. تشمل منتجاتنا الأساسية حلقات O، وموانع تسرب القضبان، وموانع تسرب المكابس، وموانع تسرب زنبركية للأسطح النهائية، وموانع تسرب الكاشطات، وموانع التسرب الدوارة، وحلقات الدعم، وحلقات منع الغبار.

ما يُميّز شركة بوليباك هو خبرتها المُتكاملة في تطوير المواد، والإنتاج على نطاق واسع، وقدرات الاختبار. نُقدّم خدمات التحقق الداخلي من المركبات (FTIR)، والاختبارات الميكانيكية (الشد، والضغط)، والتحقق من صحة التجميع. وللعملاء الذين يعملون في ظروف خاصة - كدرجات الحرارة العالية، والسوائل الكيميائية القوية، وفجوات البثق الضيقة - نُقدّم تصميمات حلقات دعم مُخصصة، وخدمات النماذج الأولية، ودعم تحليل الأعطال في الموقع، وذلك لربط الأداء الميداني بتحسينات التصميم والمواصفات.

الأسئلة الشائعة - أسئلة شائعة حول فحص واختبار حلقات منع التسرب الاحتياطية

1. ما هو الغرض الأساسي من حلقة النسخ الاحتياطي؟

تمنع حلقة الدعم خروج حلقة O الناعمة إلى فجوة الخلوص تحت الضغط، مما يحافظ على سطح الختم ويطيل عمر الخدمة.

2. كيف أختار بين حلقات الدعم المصنوعة من مادة PTFE وحلقات الدعم المطاطية؟

اختر مادة PTFE للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للحرارة والمواد الكيميائية والضغط العالي. استخدم التصاميم المرنة أو المنقسمة عند الحاجة إلى المرونة وسهولة التجميع. يجب التحقق من اختيار المادة من خلال اختبارات التعرض للمواد الكيميائية ودرجات الحرارة.

3. ما هي اختبارات الفحص الرئيسية التي يجب أن أطلبها من الموردين؟

الفحص البُعدي وفقًا لمعايير AS568/ISO، واختبار الصلابة (ASTM D2240)، واختبار الشد (ASTM D412)، واختبار التشوه الدائم (ASTM D395)، والتحقق من جودة المواد (باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه أو ما يعادلها). بالنسبة للتطبيقات الحساسة، تُضاف اختبارات التسرب/الضغط واختبارات جهاز البثق.

4. ما مدى ضيق الخلوصات اللازمة لمنع البثق؟

لا يوجد رقم موحد للفجوة - فهي تعتمد على الضغط ونوع مادة الحلقة المطاطية ودرجة الحرارة - ولكن قواعد التصميم النموذجية تحافظ على فجوة البثق عند أصغر حجم ممكن عمليًا، وتستخدم حلقات دعم للضغوط التي تتجاوز مقاومة بثق المطاط. تحقق من ذلك باختبار بثق النموذج الأولي تحت الضغط ودرجة الحرارة المتوقعين.

5. هل يمكن أن تتعطل حلقات الدعم نفسها أو تتسبب في تلف حلقات منع التسرب؟

نعم، قد تتسبب الحواف الحادة، أو تآكل الحشو في مادة PTFE المملوءة، أو عدم تطابق الصلابة، في حدوث قطع أو تآكل متسارع في حلقات منع التسرب. يجب أن يشمل الفحص التحقق من جودة السطح وتقييم التوافق.

6. متى يجب أن أطلب فحصًا بنسبة 100%؟

يُشترط إجراء فحص شامل بنسبة 100% للأختام بالغة الأهمية للسلامة، والمركبات المُخصصة، أو عندما تُظهر الدفعات السابقة معدلات عيوب مرتفعة. أما بالنسبة للكميات القياسية، فغالباً ما تكون خطط أخذ العينات ذات الصلاحية الإحصائية كافية.

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في تطبيق بروتوكول فحص، أو اختيار مواد حلقات الدعم، أو إجراء اختبارات قبول مصممة خصيصًا لتطبيقك، فتواصل مع شركة بوليباك للحصول على استشارة فنية، واختبار عينات، واختيار المنتجات. اطلع على مجموعة منتجاتنا واطلب بياناتها الفنية أو شهادات الاختبار من خلال التواصل مع فريق المبيعات الفنية لدينا.

للتواصل / طلب عرض سعر:راسلنا عبر البريد الإلكتروني أو اطلب عينات من المنتج وتقارير الاختبار للتحقق من أداء حلقات منع التسرب الاحتياطية في تطبيقك المحدد.