Hướng dẫn chọn mua vòng đệm O-ring: Lựa chọn chất liệu cao su phù hợp

Nguồn: tổng quan tài liệu như...Cao su nitrile (NBR),FKM/Fluoroelastomer,Silicon,EPDM, VàPerfluoroelastomer (FFKM)cũng như các tài liệu hướng dẫn về vật liệu trong ngành như thư viện gioăng Trelleborg (Trelleborg: Vòng đệm chữ O).

Nguyên tắc lựa chọn thông thường

Từ kinh nghiệm cá nhân, tôi áp dụng những nguyên tắc thực tế sau:

• Đối với các ứng dụng thủy lực và dầu thông thường, nên bắt đầu với NBR (nitrile) để tiết kiệm chi phí, trừ khi cần khả năng chịu nhiệt hoặc kháng hóa chất cao hơn.
• Đối với nhiệt độ cao hơn hoặc hóa chất mạnh, hãy chọn FKM; đối với các điều kiện hóa học khắc nghiệt nhất, hãy sử dụng FFKM.
• Để có độ dẻo ở nhiệt độ thấp hoặc đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm/y tế, hãy cân nhắc sử dụng silicone (nhưng cần kiểm tra độ ma sát và độ biến dạng khi nén).
• Khi tiếp xúc với hơi nước hoặc nước nóng, EPDM thường là lựa chọn tiết kiệm chi phí tốt nhất.

Các yếu tố cần xem xét trong thiết kế, thử nghiệm và lắp đặt

Độ cứng (Durometer), thiết kế ép và rãnh

Độ cứng (Shore A) thường được quy định trong khoảng từ 60A đến 90A. Tôi thường khuyên dùng 70A cho các vòng đệm tĩnh, nơi mà khả năng chống biến dạng và làm kín là ưu tiên hàng đầu, và độ cứng cao hơn (80–90A) hoặc vòng đệm phụ trợ cho các vòng đệm chịu lực ép hoặc áp suất cao. Hãy tuân theo các khuyến nghị về rãnh ISO (ISO 3601) và kiểm tra độ khít của mặt cắt/rãnh theo tiêu chuẩn AS568 hoặc hệ mét để tránh gây quá tải cho vòng đệm O-ring.

Kiểm tra khả năng tương thích hóa học

Luôn kiểm tra khả năng tương thích của chất lỏng ngoài các quy tắc chung. Hiện tượng trương nở do dung môi hoặc chiết xuất chất dẻo có thể gây ra hỏng hóc ngay lập tức hoặc chậm trễ. Sử dụng biểu đồ tương thích của nhà sản xuất và—nếu chất lỏng là hỗn hợp phức tạp—yêu cầu thử nghiệm trương nở/độ bền kéo trong phòng thí nghiệm đối với các hợp chất ứng cử. Khi nghi ngờ, hãy yêu cầu mẫu để thử nghiệm ngâm ở nhiệt độ hoạt động và thu thập dữ liệu về thời gian hỏng hóc.

Kiểm thử, kiểm tra và đảm bảo chất lượng nhà cung cấp

Hãy yêu cầu nhà cung cấp cung cấp các thông tin sau: giấy chứng nhận vật liệu (hợp chất), kết quả đo độ cứng, báo cáo kiểm tra kích thước theo tiêu chuẩn AS568 hoặc ISO 3601, và dữ liệu về độ biến dạng nén và độ giãn nở (nếu có). Đối với các ứng dụng quan trọng, cần có thông tin truy xuất nguồn gốc theo lô và kết quả kiểm nghiệm độc lập theo phương pháp ASTM hoặc ISO. Kiểm tra trực quan các khuyết tật bề mặt, bavia và độ đồng nhất của sản phẩm đúc là điều cần thiết trước khi lắp ráp.

Khắc phục sự cố các chế độ lỗi thường gặp

Biến dạng nén và ép đùn

Biến dạng nén (biến dạng vĩnh viễn) làm giảm lực làm kín theo thời gian. Hiện tượng này phụ thuộc vào vật liệu: một số loại silicone có thể có biến dạng nén cao hơn. Để ngăn ngừa hiện tượng ép đùn ở áp suất cao, hãy sử dụng vòng đệm hỗ trợ và cân nhắc sử dụng các hợp chất có độ cứng cao hơn. Nếu thấy hư hỏng do ép đùn, hãy thiết kế lại rãnh để giảm khe hở ép đùn hoặc thay đổi hợp chất/độ cứng.

Sự trương nở, tấn công hóa học và sự cứng lại

Hiện tượng phồng rộp quá mức cho thấy vật liệu không tương thích; gioăng bị quá khổ và có thể bị đùn ra hoặc kẹt. Hiện tượng cứng lại hoặc nứt thường cho thấy sự xuống cấp do oxy hóa ở nhiệt độ cao hoặc do ozone. Nếu gioăng bị cứng lại, hãy chuyển sang sử dụng hợp chất chịu nhiệt cao hơn (FKM/FFKM) và thêm chất chống oxy hóa/chất ổn định lão hóa nếu có thể.

Hư hỏng lắp đặt

Nhiều trường hợp hỏng vòng đệm O-ring xảy ra trong quá trình lắp đặt: bị xước, xoắn hoặc bị cắt khi kéo căng qua các cạnh sắc. Hãy sử dụng chất bôi trơn phù hợp (tương thích với cả gioăng và chất lỏng), vát cạnh các bộ phận tiếp xúc và sử dụng dụng cụ lắp đặt thích hợp. Luôn kiểm tra xem chất bôi trơn có tương thích với chất lỏng sử dụng cuối cùng hay không để tránh hư hỏng về sau.

Ví dụ về danh sách kiểm tra đặc tả kỹ thuật mà tôi sử dụng với khách hàng.

• Nhiệt độ hoạt động tối thiểu/tối đa
• Các chất lỏng/hóa chất chính và phụ (kèm nồng độ)
• Áp suất và tính chất động/tĩnh
• Các chứng nhận bắt buộc (FDA, NSF, RoHS, v.v.)
• Phạm vi độ cứng và cấp dung sai ưu tiên
• Tuổi thọ dự kiến ​​và khoảng thời gian bảo trì

Polypac: Hồ sơ nhà cung cấp và lý do tại sao vật liệu và quy trình sản xuất lại quan trọng

Khi lựa chọn gioăng cao su hình chữ O, công thức vật liệu và kiểm soát chất lượng sản xuất là yếu tố quyết định. Tôi khuyên bạn nên hợp tác với các nhà cung cấp có thể chứng minh hiệu suất của hợp chất, cung cấp dữ liệu thử nghiệm và hỗ trợ phát triển sản phẩm theo yêu cầu. Một đối tác mà tôi đã hợp tác là Polypac.

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 họ 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, Polypac 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, họ 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 Polypac bao gồm vòng chữ O, gioăng trục, gioăng piston, gioăng lò xo mặt cuối, gioăng gạt, gioăng quay, vòng đệm và vòng chắn bụi.

Tại sao nên cân nhắc nhà cung cấp như Polypac? Theo kinh nghiệm của tôi, những yếu tố khác biệt quan trọng là:

• Khả năng phát triển vật liệu: khả năng pha chế và thử nghiệm các hợp chất (quan trọng đối với các chất lỏng đặc biệt hoặc nhiệt độ khắc nghiệt).
• Thiết bị sản xuất và kiểm tra tiên tiến đảm bảo quá trình đúc khuôn và kiểm tra lô hàng nhất quán.
• Quy mô và sự hợp tác với các viện nghiên cứu—điều này hỗ trợ việc cải tiến liên tục và tiếp cận các tài liệu mới.
• Cung cấp đầy đủ các giải pháp làm kín hệ thống (vòng chữ O, vòng đệm, gioăng piston và cần piston) từ một nguồn duy nhất.

Khi bạn cần các giải pháp chuyên biệt—chẳng hạn như hợp chất FFKM tùy chỉnh cho dịch vụ hóa chất ăn mòn hoặc gioăng chứa PTFE hỗn hợp cho các ứng dụng quay có độ mài mòn cao—thì khả năng sản xuất tại nhà máy và các thử nghiệm được ghi chép đầy đủ là những gì tôi yêu cầu từ các nhà cung cấp.

Danh sách kiểm tra so sánh quy trình mua sắm mà tôi sử dụng