Tiêu chuẩn kiểm tra và thử nghiệm đối với vòng đệm O-ring dự phòng

Tôi là một kỹ sư công nghệ về gioăng phớt với kinh nghiệm thực tế trong sản xuất gioăng phớt, phân tích lỗi trong thực tế và đảm bảo chất lượng. Trong bài viết này, tôi tóm tắt các tiêu chuẩn kiểm tra và thử nghiệm cho các cụm vòng đệm O-ring dự phòng để giúp các kỹ sư, nhóm QA và chuyên gia mua sắm giảm thiểu các lỗi liên quan đến ép đùn, thiết lập các tiêu chí chấp nhận chặt chẽ và lựa chọn chiến lược thử nghiệm phù hợp cho sản xuất và kiểm tra đầu vào.

Tại sao việc kiểm tra niêm phong đúng cách lại quan trọng

Nguy cơ bị ép đùn và rò rỉ

Các vòng đệm hỗ trợ (thường được gọi là vòng đệm dự phòng hoặc vòng chống ép đùn) được lắp đặt liền kề với vòng chữ O bằng chất đàn hồi để ngăn chất đàn hồi mềm bị ép đùn vào các khe hở động hoặc áp suất cao. Việc kiểm tra không đúng cách hoặc không được ghi chép lại làm tăng nguy cơ hỏng do ép đùn, thường biểu hiện bằng sự chảy vật liệu vào khe hở, mất một phần tiếp xúc làm kín, rò rỉ hoặc hỏng hóc nghiêm trọng dưới áp suất.

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng giúp giảm chi phí bảo hành và an toàn.

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn được công nhận về kiểm tra kích thước, độ cứng, tính chất vật lý và thử nghiệm hiệu năng giúp giảm thiểu các quyết định đạt/không đạt mang tính chủ quan và rủi ro kiện tụng. Các tiêu chuẩn như...ISO 3601về thuật ngữ vòng chữ O vàASTM D2000Các tiêu chuẩn phân loại chất đàn hồi được sử dụng rộng rãi làm khung tham chiếu trong khâu mua sắm và đảm bảo chất lượng. Đối với kích thước vòng chữ O, tiêu chuẩn SAE AS568 thường được trích dẫn.AS568).

Các điểm kiểm tra cốt lõi cho cụm vòng đệm O dự phòng

Kiểm tra trực quan và kích thước

Tôi luôn bắt đầu bằng việc kiểm tra trực quan dưới ánh sáng được kiểm soát, sau đó tiến hành kiểm tra kích thước. Các tiêu chí kiểm tra trực quan bao gồm không có bavia, vết gia công trên các bề mặt tiếp xúc, sự tách lớp, các lỗ rỗng trong vòng đệm đỡ và sự nhiễm bẩn bề mặt. Kiểm tra kích thước bao gồm đường kính trong/ngoài/độ dày của vòng, tiết diện của vòng chữ O đàn hồi và kích thước hướng tâm và hướng trục của vòng đệm đỡ. Đối với vòng chữ O, dung sai tham chiếu có sẵn trong [tài liệu tham khảo].tài liệu tham khảo ngànhvà các tiêu chuẩn nhưAS568.

Kiểm tra độ cứng và vật liệu

Độ cứng (Shore A hoặc D tùy thuộc vào vật liệu) được đo bằng máy đo độ cứng.ASTM D2240Các vòng đệm làm bằng PTFE (hoặc PTFE có chất độn) cứng hơn và được đo theo cách khác (không phải bằng độ cứng Shore A). Các vòng đệm chữ O bằng chất đàn hồi phải phù hợp với thành phần được chỉ định (ví dụ: NBR, FKM, EPDM, FFKM). Việc xác minh vật liệu có thể bao gồm quang phổ FTIR hoặc TGA để xác nhận loại polymer và DSC để xác định các chuyển đổi nhiệt.

Kiểm tra bề mặt và cấu trúc vi mô

Đối với các vòng đệm polymer (thuộc họ PTFE), tôi bao gồm kiểm tra bằng kính hiển vi để phát hiện các lỗ rỗng hoặc sự tách lớp, và kiểm tra độ hoàn thiện bề mặt để đảm bảo không có các chi tiết sắc nhọn có thể làm rách chất đàn hồi. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) hoặc kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 10–50x thường phát hiện các vết gia công hoặc sự vón cục của chất độn mà mắt thường không thể nhìn thấy.

Phương pháp thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận

Các thử nghiệm cơ học: độ bền kéo, độ giãn dài, độ biến dạng nén

Độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt được thực hiện theoASTM D412Độ biến dạng nén (ASTM D395) là một đặc tính quan trọng đối với vòng chữ O vì độ biến dạng nén cao sẽ làm giảm lực làm kín theo thời gian. Tôi đặt ra các tiêu chí chấp nhận dựa trên bảng dữ liệu vật liệu và biên độ an toàn cụ thể cho từng ứng dụng—đối với các gioăng tĩnh thủy lực, thường thì độ biến dạng nén <20% sau 22 giờ ở 100°C là mục tiêu điển hình cho NBR đa dụng; FKM/FFKM có những yêu cầu khác nhau.

lão hóa do môi trường và khả năng tương thích hóa học

Các thử nghiệm lão hóa tăng tốc (nhiệt, dầu nóng, ozone)các tiêu chuẩn ISO/ASTM liên quanTôi mô phỏng các điều kiện vận hành thực tế. Về khả năng tương thích hóa học, tôi tham khảo các biểu đồ kháng hóa chất trong ngành và thực hiện các thử nghiệm trương nở (ASTM D471) trong chất lỏng thực tế. Đối với các hệ thống có giá trị cao hoặc quan trọng về an toàn, tôi cũng thực hiện các thử nghiệm chu kỳ nhiệt và thử nghiệm độ dẻo ở nhiệt độ thấp.

Hiệu suất làm kín: kiểm tra rò rỉ và ép đùn

Các thử nghiệm chức năng bao gồm thử nghiệm áp suất thủy tĩnh, phát hiện rò rỉ heli đối với các vết rò rỉ siêu nhỏ và thử nghiệm ép đùn, trong đó các bộ phận được lắp ráp trong các thiết bị thử nghiệm với khe hở được kiểm soát. Đối với khả năng chống ép đùn, tôi sử dụng vật liệu và hình dạng vòng đệm dự phòng đã được kiểm chứng bằng các thiết bị thử nghiệm áp dụng áp suất hệ thống và đo độ sâu ép đùn sau các khoảng thời gian giữ nhất định. Thử nghiệm rò rỉ heli và chất thẩm thấu màu được sử dụng tùy thuộc vào độ nhạy yêu cầu; tốc độ rò rỉ heli <1x10^-6 mbar·L/s là mức chấp nhận điển hình cho các vòng đệm cấp hàng không vũ trụ.

Ma trận tiêu chuẩn và thử nghiệm (so sánh)

Bảng dưới đây tóm tắt các bài kiểm tra phổ biến, các tiêu chuẩn điển hình và những gì chúng xác minh. Tất cả các tiêu chuẩn được tham chiếu đều là các mô tả công khai hoặc trang của các tổ chức tiêu chuẩn.

Nguồn: ISO 3601 (ISO), trang tiêu chuẩn ASTM (ASTM D2000,D412,D2240), SAE AS568 (SAE).

Chương trình đảm bảo chất lượng thực tiễn: lấy mẫu, lập tài liệu và phân tích lỗi.

Lấy mẫu và kiểm soát thống kê

Tôi khuyến nghị nên áp dụng kế hoạch lấy mẫu kiểm tra đầu vào (ví dụ: lấy mẫu đơn theo tiêu chuẩn ANSI/ASQ Z1.4) cho các đơn hàng mua số lượng lớn. Các đơn hàng quan trọng (hệ thống an toàn/áp suất) cần được kiểm tra 100% về kích thước và độ cứng. Theo dõi số lô và duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc đến ngày đóng rắn và lô nguyên liệu thô.

Xử lý sự không phù hợp và phân tích nguyên nhân gốc rễ

Khi xảy ra hiện tượng ép đùn hoặc rò rỉ, hãy thực hiện phân tích lỗi có cấu trúc: đo khe hở ép đùn thực tế, kiểm tra độ nhám bề mặt tiếp xúc (Ra), sự không khớp độ cứng giữa vòng O và vòng đỡ, và xác nhận hướng lắp đặt. Sử dụng kính hiển vi mặt cắt ngang và FTIR hoặc EDS để xác định hợp chất. Tôi ghi lại các hành động khắc phục (ví dụ: điều chỉnh dung sai rãnh, thay đổi vật liệu vòng đỡ, thêm các cạnh vát) và xác minh bằng cách kiểm tra lại.

Thiết bị đo lường và hiệu chuẩn

Máy đo độ cứng, máy so sánh quang học, thước kẹp và kính hiển vi phải được hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 hoặc lịch hiệu chuẩn địa phương. Sử dụng các thiết bị đã hiệu chuẩn để đo hình dạng rãnh và bao gồm các khối chuẩn hoặc vòng chuẩn để kiểm tra kích thước.

Các yếu tố về vật liệu và thiết kế ảnh hưởng đến quá trình thử nghiệm

Vật liệu vòng dự phòng và ý nghĩa của chúng

Các vòng đệm thường được làm bằng PTFE hoặc PTFE có chất độn (đồng/PTFE, than chì/PTFE, MoS₂/PTFE) để tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn. Vòng đệm PTFE chịu được nhiệt độ cao và tác động hóa học nhưng lại giòn ở nhiệt độ thấp – do đó, các thử nghiệm va đập ở nhiệt độ thấp có thể là cần thiết. Khi lựa chọn vật liệu, cần xem xét khả năng tương thích của chất độn với chất đàn hồi (ví dụ, chất độn mài mòn có thể làm hỏng chất đàn hồi mềm trong quá trình lắp đặt).

Các tính năng thiết kế giúp giảm nguy cơ ép đùn

Giảm hiện tượng đùn ép bằng cách: (1) tối ưu hóa tiết diện và độ ép của vòng O, (2) kiểm soát khe hở rãnh, (3) sử dụng các vòng đỡ có hình dạng phù hợp (thiết kế một môi, hai môi hoặc chia đôi để lắp ráp), và (4) kiểm soát độ hoàn thiện bề mặt (Ra <0,8 μm thường được khuyến nghị). Tôi xác thực các thay đổi thiết kế bằng thử nghiệm nguyên mẫu ngắn hạn bao gồm kiểm tra giữ áp suất và đùn ép.

Kiểm tra lắp ráp và cài đặt

Nhiều lỗi xảy ra trong thực tế là do lắp đặt không đúng cách—xoắn, sứt mẻ, hoặc định hướng sai của vòng đệm đỡ. Bao gồm bước kiểm tra lắp đặt (kiểm tra trực quan, kiểm tra chức năng) và giám sát lực siết/lực lắp ráp (nếu có). Đối với việc thay thế tại chỗ, hãy ghi lại dụng cụ lắp đặt và chất bôi trơn được phê duyệt cho vật liệu vòng đệm O-ring.

Polypac: Khả năng và cách chúng tôi hỗ trợ kiểm tra/thử nghiệm hiệu quả

Polypac là nhà sản xuất và cung cấp gioăng phớt thủy lực khoa học và kỹ thuật, chuyên về sản xuất gioăng phớt, phát triển vật liệu làm kín và cung cấp các giải pháp làm kín tùy chỉnh cho các điều kiện làm việc đặc biệt. Nhà máy sản xuất vòng cao su và vòng chữ O tùy chỉnh của Polypac có diện tích hơn 10.000 mét vuông, với diện tích nhà xưởng là 8.000 mét vuông. Thiết bị sản xuất và thử nghiệm của chúng tôi thuộc hàng tiên tiến nhất trong ngành. Là một trong những công ty lớn nhất tại Trung Quốc chuyên sản xuất và phát triển gioăng phớt, chúng tôi duy trì liên lạc và hợp tác lâu dài với nhiều trường đại học và viện nghiên cứu trong và ngoài nước.

Được thành lập vào năm 2008, Polypac bắt đầu bằng việc sản xuất các loại gioăng PTFE có chất độn, bao gồm PTFE có chất độn đồng, PTFE có chất độn carbon, PTFE có chất độn than chì, PTFE có chất độn MoS₂ và PTFE có chất độn thủy tinh. Ngày nay, chúng tôi đã mở rộng dòng sản phẩm của mình để bao gồm các loại vòng chữ O được làm từ nhiều vật liệu khác nhau như NBR, FKM, silicone, EPDM và FFKM. Các sản phẩm cốt lõi của chúng tôi bao gồm vòng chữ O, gioăng trục, gioăng piston, gioăng lò xo mặt cuối, gioăng gạt, gioăng quay, vòng đệm và vòng chắn bụi.

Điều làm nên sự khác biệt của Polypac là sự kết hợp giữa chuyên môn trong phát triển vật liệu, quy mô sản xuất và khả năng kiểm tra. Chúng tôi cung cấp dịch vụ xác minh hợp chất nội bộ (FTIR), kiểm tra cơ học (kéo giãn, nén biến dạng) và kiểm định lắp ráp. Đối với khách hàng có điều kiện làm việc đặc biệt—nhiệt độ cao, chất lỏng ăn mòn, khe hở ép đùn hẹp—chúng tôi cung cấp thiết kế vòng đệm dự phòng tùy chỉnh, tạo mẫu thử nghiệm và hỗ trợ phân tích lỗi tại chỗ để hoàn thiện chu trình giữa hiệu suất thực tế và cải tiến thiết kế/thông số kỹ thuật.

Câu hỏi thường gặp — những câu hỏi thường gặp về việc kiểm tra và thử nghiệm vòng đệm O dự phòng

1. Mục đích chính của vòng dự phòng là gì?

Vòng đệm dự phòng ngăn chặn sự ép đùn của vòng chữ O mềm vào khe hở dưới áp suất, bảo vệ bề mặt làm kín và kéo dài tuổi thọ sử dụng.

2. Tôi nên chọn vòng đệm PTFE hay vòng đệm đàn hồi?

Chọn PTFE cho các ứng dụng chịu nhiệt độ cao, kháng hóa chất hoặc áp suất tĩnh cao. Sử dụng các thiết kế đàn hồi hoặc dạng tách rời khi cần tính linh hoạt và dễ lắp ráp. Việc lựa chọn vật liệu phải được kiểm chứng bằng thử nghiệm tiếp xúc hóa chất và nhiệt độ.

3. Tôi nên yêu cầu nhà cung cấp thực hiện những bài kiểm tra quan trọng nào?

Kiểm tra kích thước theo giới hạn AS568/ISO, độ cứng (ASTM D2240), độ bền kéo (ASTM D412), độ biến dạng nén (ASTM D395) và bằng chứng xác thực vật liệu (FTIR hoặc tương đương). Đối với các ứng dụng quan trọng, bổ sung thêm các thử nghiệm rò rỉ/áp suất và thử nghiệm trên thiết bị ép đùn.

4. Khe hở rãnh cần phải hẹp đến mức nào để tránh hiện tượng đùn ép?

Không có con số chung nào – khe hở phụ thuộc vào áp suất, thành phần vòng O và nhiệt độ – nhưng các quy tắc thiết kế thông thường giữ cho khe hở ép đùn càng nhỏ càng tốt và sử dụng vòng đệm hỗ trợ cho áp suất vượt quá khả năng chịu ép đùn của chất đàn hồi. Kiểm chứng bằng thử nghiệm ép đùn nguyên mẫu dưới áp suất và nhiệt độ dự kiến.

5. Vòng đệm dự phòng có thể tự hỏng hoặc làm hỏng vòng chữ O không?

Đúng vậy - các cạnh sắc, sự mài mòn do chất độn trong PTFE có chất độn, hoặc sự không phù hợp về độ cứng có thể gây ra hiện tượng cắt hoặc mài mòn nhanh hơn trên vòng đệm O-ring. Việc kiểm tra nên bao gồm kiểm tra độ hoàn thiện bề mặt và đánh giá khả năng tương thích.

6. Khi nào tôi nên yêu cầu kiểm tra 100%?

Yêu cầu kiểm tra 100% đối với các loại niêm phong quan trọng về an toàn, các hợp chất đặc chế, hoặc khi các lô hàng trước đó cho thấy tỷ lệ lỗi cao. Đối với các lô hàng thông thường, các kế hoạch lấy mẫu có giá trị thống kê thường là đủ.

Nếu bạn cần hỗ trợ triển khai quy trình kiểm tra, lựa chọn vật liệu vòng đệm dự phòng hoặc thực hiện các bài kiểm tra nghiệm thu phù hợp với ứng dụng của mình, hãy liên hệ với Polypac để được tư vấn kỹ thuật, thử nghiệm mẫu và lựa chọn sản phẩm. Xem danh mục sản phẩm của chúng tôi và yêu cầu bảng dữ liệu hoặc chứng nhận kiểm nghiệm bằng cách liên hệ với đội ngũ bán hàng kỹ thuật của chúng tôi.

Liên hệ / Yêu cầu báo giá:Hãy gửi email cho chúng tôi hoặc yêu cầu mẫu sản phẩm và báo cáo thử nghiệm để xác nhận hiệu suất của vòng đệm O dự phòng trong ứng dụng cụ thể của bạn.